เทคโนโลยีใดที่ใช้ในพลังงานอวกาศ
- การส่งพลังงานแบบไร้สาย
Беспроводная
Энергия может быть передана с помощью лазерного излучения или СВЧ на различных частотах в зависимости от конструкции системы. Какой выбор был сделан, чтобы передача излучения была не ионизирующей, во избежание возможных нарушений экологии или биологической системы региона получения энергии?
ตั้งค่าขีดจำกัดบนสำหรับความถี่การปล่อยมลพิษเพื่อให้พลังงานต่อโฟตอนไม่ก่อให้เกิดการแตกตัวเป็นไอออนของสิ่งมีชีวิตเมื่อผ่านเข้าไป การแตกตัวเป็นไอออนของวัสดุชีวภาพเริ่มต้นด้วยรังสีอัลตราไวโอเลตเท่านั้นและเป็นผลให้ปรากฏที่ความถี่สูงดังนั้นจะมีความถี่วิทยุจำนวนมากสำหรับการส่งพลังงาน
- เลเซอร์
Исследователи НАСА работали в 1980-х годах с возможностью использования лазеров для излучения энергии между двумя точками в пространстве. В перспективе эта технология станет альтернативным способом передачи энергии в космической энергетике.
В 1991 году начался проект SELENE, который предполагал создание лазеров для космической энергетики, в том числе и для излучения энергии лазером на лунные базы.
В 1988 Грант Логан предложили использовать лазер размещенный на Земле, чтобы обеспечить энергией космические станции, предположительно это можно было осуществить в 1989. Предлагалось использование солнечных элементов из алмаза при температуре 300°C для преобразования ультрафиолетового лазерного излучения.
โครงการ SELENE ยังคงดำเนินการเรื่องนี้ต่อไป toแนวคิดจนกระทั่งปิดอย่างเป็นทางการในปี 2536 หลังจากสองปีของการวิจัยและการทดสอบเทคโนโลยีในระยะยาว เหตุผลในการปิด: ค่าใช้จ่ายในการดำเนินการสูง
- เปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์เป็นไฟฟ้า
В космической энергетике, в существующих станциях и при разработках космических электростанций, единственный способ эффективного получения энергии — это использование фотоэлементов.
Фотоэлемент — электронный прибор, который преобразует энергию фотонов в электрическую энергию. Первый фотоэлемент, основанный на внешнем фотоэффекте, создал Александр Столетов в конце XIX века.
Наиболее эффективными, с энергетической точки зрения, устройствами для этого являются полупроводниковые фотоэлектрические преобразователи (ФЭП), поскольку это прямой, одноступенчатый переход энергии.
КПД производимых в промышленных масштабах фотоэлементов в среднем составляет 16%, у лучших образцов до 25%. В лабораторных условиях уже достигнут КПД 43%.
- การรับพลังงานจากคลื่นไมโครเวฟที่ปล่อยออกมาจากดาวเทียม
Так же важно подчеркнуть способы получения энергии. Один из них это получение энергии с помощью ректенн. Ректенна — устройство, представляющее собой нелинейную антенну, предназначенную для преобразования энергии поля падающей на нее волны в энергию постоянного тока.
Простейшим вариантом конструкции может быть полуволновый вибратор, между плечами которого устанавливается устройство с односторонней проводимостью (например диод).
ในการออกแบบเวอร์ชั่นนี้ เสาอากาศถูกรวมเข้าด้วยกันด้วยเครื่องตรวจจับที่เอาต์พุตซึ่งในที่ที่มีคลื่นตกกระทบ EMF จะปรากฏขึ้น เพื่อเพิ่มอัตราขยาย อุปกรณ์ดังกล่าวสามารถรวมกันเป็นอาร์เรย์หลายองค์ประกอบได้
ข้อดีและข้อเสียของพลังงานอวกาศ
Космическая солнечная энергия — энергия, которую получают за пределами атмосферы Земли. При отсутствии загазованности атмосферы или облаков, на Землю падает примерно 35% энергии от той, которая попала в атмосферу.
Кроме того, правильно выбрав траекторию орбиты, можно получать энергию около 96% времени. Таким образом, фотоэлектрические панели на геостационарной орбите Земли, на высоте 36 тыс. км, будет получать в среднем в восемь раз больше света, чем панели на поверхности Земли и даже ещё больше когда космический аппарат будет ближе к Солнцу, чем к поверхности Земли.
ข้อดีเพิ่มเติมคือไม่มีปัญหากับน้ำหนักหรือการกัดกร่อนของโลหะในอวกาศเนื่องจากขาดบรรยากาศ
С другой стороны, главный недостаток космической энергетики — это высокая стоимость. Вторая проблема создания ОЭС — большие потери энергии при передаче. При передаче энергии на поверхность Земли будет потеряны, по крайней мере, 40-50%.
ปัญหาทางเทคโนโลยีหลักของพลังงานอวกาศ
จากการศึกษาของอเมริกาในปี 2008 มีความท้าทายด้านเทคโนโลยีที่สำคัญห้าประการที่วิทยาศาสตร์ต้องเอาชนะเพื่อให้พลังงานในอวกาศพร้อมใช้งาน:
- ชิ้นส่วนไฟฟ้าโซลาร์เซลล์และอิเล็กทรอนิกส์ต้องทำงานอย่างมีประสิทธิภาพสูงที่อุณหภูมิสูง
- การส่งพลังงานแบบไร้สายต้องแม่นยำและปลอดภัย
- โรงไฟฟ้าอวกาศต้องมีราคาไม่แพงในการผลิต
- การรักษาตำแหน่งคงที่ของสถานีด้านบนตัวรับพลังงาน: ความดันของแสงแดดจะผลักสถานีออกจากตำแหน่งที่ต้องการ และแรงดันของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่พุ่งมายังโลกจะผลักสถานีออกจากโลก
ใครจะดึงพลังงานออกจากอวกาศ
- ประเทศจีน
Китай хочет стать первой страной, которая развернёт на околоземной орбите солнечную электростанцию. Объект планируется использовать для сбора, а также передачи собранной энергии на Землю.
Конструкцию планируется разместить на геостационарной орбите, на высоте 35 786 километров, где она сможет постоянно находиться над выбранной точкой Земли, рассказал Лун Лэхао (Long Lehao), главный конструктор китайских ракет серии «Чанчжэн-9».
โครงการให้การก่อสร้างในวงโคจรแผงโซลาร์เซลล์ขนาดใหญ่ ข้อดีของโรงไฟฟ้าคือความเป็นไปได้ที่จะได้รับพลังงานแสงอาทิตย์เกือบตลอดเวลาโดยไม่คำนึงถึงสภาพอากาศ มีการวางแผนที่จะส่งพลังงานไปยังโลกโดยใช้เลเซอร์หรือไมโครเวฟ
พลังงานของรังสีดวงอาทิตย์จะถูกแปลงเป็นกระแสไฟฟ้า แล้วส่งไปยังโลกโดยใช้ไมโครเวฟหรือรังสีเลเซอร์
ภายในปี 2573 มีแผนที่จะเปิดตัวโรงไฟฟ้าระดับเมกะวัตต์เต็มรูปแบบสู่วงโคจร นักวิทยาศาสตร์ชาวจีนต้องการสร้างสถานีเชิงพาณิชย์ระดับกิกะวัตต์ในวงโคจรภายในปี 2050
- ประเทศญี่ปุ่น
Информация о Японии, скорее всего, потеряла свою актуальность. Однако страна в 2009 году заявляла, что начинает строительство космической электростанции.
Для участия в проекте стоимостью $21 млрд подрядили корпорации Mitsubishi Electric и IHI. В течение четырех лет они обязаны были разработать и сконструировать конкретные устройства для транспортировки панелей на стационарную орбиту 36 тыс. км, сборки панелей и передачи электроэнергии на Землю с минимальными потерями. Однако, вероятно, проект по каким-то причинам решили не реализовывать.
- รัสเซีย
Главное научное учреждение Роскосмоса — ЦНИИмаш выступил с инициативой создания российских космических солнечных электростанций (КСЭС) мощностью 1-10 ГВт с беспроводной передачей электроэнергии наземным потребителям.
TsNIIMash ให้ความสนใจกับข้อเท็จจริงที่ว่านักพัฒนาชาวอเมริกันและชาวญี่ปุ่นได้ใช้รังสีไมโครเวฟ ซึ่งปัจจุบันดูเหมือนว่าจะมีประสิทธิภาพน้อยกว่ารังสีเลเซอร์มาก
โครงการ FSUE NPO im.Lavochkin ถือว่าใช้แผงโซลาร์เซลล์และเสาอากาศแผ่รังสีในระบบดาวเทียมอิสระซึ่งควบคุมโดยสัญญาณนำร่องจากโลก สำหรับเสาอากาศ ให้ใช้ช่วงคลื่นไมโครเวฟคลื่นสั้นที่มีคลื่นวิทยุไม่เกินมิลลิเมตร สิ่งนี้จะทำให้สามารถสร้างลำแสงแคบในพื้นที่ที่มีเครื่องกำเนิดและแอมพลิฟายเออร์ขนาดน้อยที่สุด เครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดเล็กจะทำให้เสาอากาศรับสัญญาณมีขนาดเล็กลง
อ่านเพิ่มเติม:
สัญญาณที่ไม่รู้จักถูกบันทึกในสมองของมนุษย์
ทรายที่ผิดปกติที่พบในหมู่เกาะคูริลซึ่งซามูไรญี่ปุ่นทำดาบ
ดาวหางที่ใหญ่ที่สุดในประวัติศาสตร์มีให้เห็นในระบบสุริยะ: มันเกือบจะเป็นดาวเคราะห์