Как космос поможет земле энергоресурсами. Солнечная энергия из космоса: энергетика будущего? Основные технологические проблемы
Двадцать лет спустя
Технические преимущества
Россия обладает еще одним технологическим преимуществом
Ждем ваших комментариев.
Еще в начале 90-х годов в России разрабатывалась концепция освоения солнечного космического пространства. Она предусматривала, что в 2020-2030 гг. на околоземной орбите будет построено 10-30 солнечных станций, с суммарной мощностью на приеме до 2,5 ГВт. К 2050-2100 гг. количество станций планировалось довести до 800, с суммарной мощностью, как у тысячи ДнепроГЭСов (960 ГВт). Но глобальный экономический кризис разрушил все эти планы.
Двадцать лет спустя
За двадцать лет состояние в солнечной энергетике кардинально изменилась. Солнечные батареи значительно подешевели, при этом возросли их эффективность и КПД. На фоне этого вновь появился интерес к космическим солнечным станциям. По словам экспертов, именно сейчас формируется рынок космического электричества. На то есть несколько причин:
экологическая чистота (никаких вредных выбросов),
низкая стоимость электроэнергии (правда, при огромных первоначальных затратах),
независимость от иссякаемых природных ресурсов.
И Россия имеет уникальный шанс стать лидером в этой области.
Технические преимущества
В 1993 году всю Европу удивил огромный (величиной с Луну) «солнечный зайчик», который быстро двигался через весь континент. Это была блестящая реализация уникального проекта «Знамя». В космос доставили капсулу, в которой было упаковано «полотно» солнечного отражателя. На орбите отражатель развернулся во всю свою гигантскую ширину, при этом площадка в 300 м2 была толщиной в 2 мм и весила всего 4 кг.
Больше никому в мире не удалось это повторить. Сегодня только Россия владеет этой технологией и патентом на нее.
Другие «космические» разработчики, японцы и американцы, предпочитают работать «по-земному» — собирать жесткие конструкции в сотни и тысячи квадратных метров.
Россия обладает еще одним технологическим преимуществом
Энергию из космоса можно передавать двумя способами: радиоволнами сверхвысокочастотного излучения (СВЧ) и лазером. Диаметр СВЧ луча у поверхности земли 20 км, а лазера — 40 м. Получается, что использование лазера намного более эффективно.
Сегодня именно наша страна является мировым лидером по производству лазеров, выпуская 70% от общего объема.
Обладание передовой лазерной техникой и уникальной технологией развертывания бескаркасных солнечных батарей, дает России возможность не только стать первыми в освоении солнечной космической энергии и в передаче на землю, но сделать это с наименьшими материальными затратами.
Спасибо, что дочитали до конца.
Ждем ваших комментариев.
На сегодняшний день, на мой взгляд, не существует ничего более загадочного, интригующего и неопознанного, нежели Космос. Тема Космоса всегда завораживает, она даёт нам почувствовать силу и мощь Вселенной.
Космос уникален тем, что создаёт образ вечного, бесконечного бытия, сводит воедино вселенское и земное. Человек сможет проникнуть в тайны космоса, если поймёт "ближнее", познает самого себя. Энергии космоса дают широту мысли, позволяют лучше понять и различить главное от второстепенного. В космосе царит гармония и красота. Древние это уже прекрасно понимали и поэтому назвали Вселенную "космосом" (в переводе в греч. "космос " — это порядок, устройство, стройность).
Из курса физики всем известно, что энергия не возникает из ничего и никуда не исчезает, она может только переходить из одного вида в другой. Мощные космические энергии, которые преобразовывают и строят жизнь Вселенной, вовлекают человечество и всю нашу планету в процессы изменений и развития. Вселенная создаёт энергетические потоки, под воздействием которых человек чувствует радость, покой, тепло, блаженство, ощущает прилив сил, позитива. Она освобождает людей от недугов, проблем. Каждый человек обладает Великой космической энергией, но не каждый осознаёт это. Энергия участвует абсолютно во всех процессах: дыхание, мышление, работа сердца, чувства, эмоции и т.д. Ею пропитано абсолютно всё: и земля, и воздух, и вода, и солнечный свет. Благодаря использованию энергий космоса, возможно преобразить наш Мир, в котором ничего не стоит на месте, всё постоянно развивается, движется.
Нарушения в организме, в его процессах, которые проявляются развитием болезней — это проблемы не только на физическом уровне, здесь играет огромную роль и дефицит энергии. Энергия как бы подсказывает, при этом являясь внутренним интеллектом, который соединён с интуицией. Она открывает возможности для человека, его мышления, подсознания, озарения. Главное — научиться чувствовать её! Именно это и является основой в методе Космоэнергетика — использование энергетических потоков, вибраций и воздействие ими на человека. Люди, использующие энергии Космоса — космоэнергеты, часто выздоравливают, исцеляются, меняется их мировоззрение, психологическое и физическое состояние.
От древних учений к современности
Вселенная, планеты, звезды являются мощнейшим источником энергии. А сам Человек представляет из себя сложную многомерную биоэнергоинформационную систему, которая, как и всё во Вселенной, подчиняется одним и тем же законам. В чакрах человека заложена программа его судьбы и здоровья, согласно закону кармы, его качество зависит от его деяний в прошлых воплощениях и от модели поведения в данной жизни.
По мнению исследователей, каждое тело во Вселенной обладает собственным вращающимся информационным полем, где записаны все данные. Вращение может быть "правым" и "левым". Это подтверждает выводы физиков, что торсионные поля в учениях эзотерики подтверждают "Закон рождения вихря" и "Хроники Акаши". Интеллектуальные исследования, наработки и применение на практике, как древних знаний, то и получённых вновь, вернее, их синтез, стал преобразовывать в учении о космоэнергетики В.А. Петров. Будучи ещё руководителем школы биоэнергетики "Лунный свет" и получив Знания более 15 лет назад, Владимир Петров стал адаптировать древние учения к современности. Обретение целостности самого себя стало возможным благодаря появлению во внешнем поле Земли космических частот, открытых Петровым, над которыми и трудятся сейчас наши передовые физики. Так появилась космоэнергетикз, система знаний, имеющая коренное отличие от всех других направлений. Ко с мознергетика не имеет социальных корней и не связана с поверхностной стороной нашей умственной деятельности. Космические частоты ориентированы на наше подсознание и через него непосредственно, как поток энергии, пронизывающий всё тело. Но, как любое эзотерическое учение, космоэнергетика на своём пути — пути прямого Знания, начинает с наработок ц елительских практик. Целительство — это одна из мощных ветвей космоэнергетики. Современные успехи целителей-космоэнергетов потрясают воображение. Для космоэнергетики практически не существует неизлечимых болезней. Оздоровление стало возможным при перехоле жизнедеятельности к более высоким частотным уровням. Главное, что отличает космоэнергетов от других практик и традиций, это то, что они занимаются не лечением определённой болезни, а лечением конкретного человека со всеми его проблемами, связанными как со здоровьем, так и с судьбой. Поэтому нужно помнить, что все наши болезни~ это следствие, а причины их возникновения лежат в образе жизни, окружающей нас среды, взаимоотношениях. Поэтому, исцеляясь, приобретая силы и целостность, человек должен обретать и новые мотивы своего существования. Можно считать, что с конца 90-х годов прошлого века космоэнергетика, как целительство, приходит к людям в широком масштабе. (Дзюба С.С. "Жизнеспособность и Космоэнергетика".)
Космоэнергетика сегодня
На самом деле, космоэнегретика на сегодняшний день — одна из действенных практик, которая помогает человеку справиться со своими проблемами, и совсем неважно, насколько они серьёзны. Да, человек сам строит свою судьбу, от него самого всё в жизни зависит, но, зачастую, бывает так, что он заблудился, не может найти выхода из создавшихся ситуаций или не может найти причину своих невезений, неудач, одиночества.
Метод космоэнергетики помогает разобраться во всех жизненных ситуациях, направить человека. Мало того, метод помогает избавиться от заболеваний, причём без таблеток, без операций.
Космоэнергетика — учение тайное. Этим методом владеют только посвящённые, знания и навыки передаются исключительно от Учителя. Владеющие ими в состоянии оказывать существенное влияние без каких бы то ни было приспособлений на неограниченное количество людей. Расстояния здесь не имеют никакого значения, единственное табу — космоэнергет не вправе оказывать негативное воздействие.
Космоэнергети ка позволяет исцелять любые заболевания, не поддающиеся никаким другим способам лечения, улучшать судьбу и ситуацию как одного человека, так и многих людей.
Если вы хотите почувствовать невероятные ощущения, изменить себя, качество своей жизни, расширить свои возможности, найти гармонию с миром, обрести целительские силы, тогда, добро пожаловать в Космоэнергетику !
Когда мы говорим о космосе очень легко увлечься и уйти слишком далеко в область фантастики. Однако если сегодня на космическую энергетику выделяется катастрофически мало средств, то эффект от некоторых инноваций можно получить в уже ближайшем будущем.
Многие люди могут не догадываться, но исследования чистой энергии космоса всё-таки ведутся, хоть и не в таких объемах, которых они безусловно достойны. После нескольких десятилетий, многомиллиардных вливаний и пары-тройки технологических прорывов мы получим доступ к практически неограниченным запасам энергии нашего Солнца и, возможно, Вселенной.
Вам покажется это надуманным, но даже обычные фантазии на эту тему могут быть весьма занимательными. Представляем вам семь фактов о космической энергетике.
Факт первый.
В НАСА не устают повторять важность поучения солнечной энергии непосредственно из космоса вот уже несколько десятилетий. Если быть точными, то с 1970 года, через 10 лет после посадки Аполлона 11 на Луне в НАСА заявили о планах по строительству огромной солнечной электростанции на спутнике Земли. Лунная станция должна была обеспечить Землю достаточным количеством энергии после истощения ископаемых ресурсов. Эта задумка таки осталась не реализованной, но эксперты уверены, что план был разработан со всей тщательностью и после некоторой доработки может быть воплощен в жизнь.
Факт второй.
Эффективность солнечной батареи резко падает при увеличении количества тепла, проходящего через фотоэлементы. В космосе, с его низкими температурами, оказывается тоже есть проблема перегрева. Однако ученые Стэнфорда реализовали новую технологию изготовления батарей. Они разместили на поверхности фотоэлементов тонкую пленку диоксида кремния, которая отражает инфракрасное излучение пропуская остальной спектр солнечного света. Согласно заявлению разработчиков, такая технология позволила охладить батарею до 23 градусов по Цельсию и значительно увеличить эффективность фотоэлементов.
Факт третий.
Исследователи продолжают работы над солнечными элементами для использования их в межпланетных перелетах будущего. В университете Арканзаса ученые работают над созданием следующего поколения фотоэлектрических технологий для космоса. Соответствующий проект НАСА был недавно принят в качестве научной программы университета. Там сообщили, что новые технологии должны повысить производительность солнечных батарей, помогая НАСА достичь прорыва в 15-летних исследованиях и вывести эффективность фотоэлементов на 45 процентов от поглощаемой энергии. Кроме того, университетские разработки призваны снизить затраты на производство и сделать солнечные батареи более устойчивыми к излучению.
Факт четвертый.
Департамент энергетики США активно развивает отдельный интернет проект, посвященный идее получения солнечной энергии из космоса. Основной концепцией данного сайта является размещение солнечных батарей в космосе, что позволит им не зависеть от смены дня и ночи, а также от погодных условий и облачности на Земле.
Факт пятый.
Ученые выработали общие принципы функционирования космической солнечной энергостанции и сформулировали рабочие гипотезы передачи полученной электроэнергии на Землю. В прошлом году научно-исследовательская лаборатория ВМС США объявила, что д-р Пол Яффе, астронавт инженер, построил модель захвата и передачи солнечной энергии. Идея заключается в том, что размещенный на орбите спутник может передавать гораздо более дешевую электроэнергию на Землю. Джаффе пояснил как работает солнечный «сэндвич модуль»: Солнечная энергия преобразовывается в электрическую на орбите. Затем полученная электроэнергия конвертируется в радиочастотный импульс и отправляется на приемник на Земле. Тот в свою очередь переводит радиоимпульс в электричество и отдает солнечную энергию в сеть.
Факт шестой.
Китай намеревается построить рабочую солнечную электростанцию в открытом космосе. Ранее в этом году, китайские ученые объявили, что они начали строительство такой станции на высокой орбите Земли и планируют завершить тестирование всех систем до 2030 года. Промышленную эксплуатацию солнечной электростанции китайские коммунисты планируют начать в 2050 году. Они заявили, что располагают технологией передачи энергии из космоса на поверхность Земли.
Факт седьмой.
Япония успешно испытала систему, которая могла передавать солнечную энергию из космоса на Землю. Mitsubishi Heavy Industries протестировали систему трансляции солнечной энергии космических систем и показали отправку 10 киловатт при помощи микроволн на приемник, расположенный в горах. Хотя компания решила не объявлять, какой процент отправленной энергии был получен и переведен в электричество факт трансляции энергии из космоса был зафиксирован.
Писатели-фантасты подчас изобретают проекты, которые на много лет опережают развитие техники. Жюль Верн уже в своей первой повести описал воздушный шар, подъем которого можно менять с помощью нагрева газа - сейчас такие аэростаты летают по всему миру. Любимый в России британский фантаст Артур Кларк в 1945 году предложил запускать на геостационарные орбиты спутники связи, а девятью годами позже указал на возможность использования космических аппаратов для предсказания погоды. Обе идеи давно воплощены на практике с великой пользой для человечества.
Классик американской научной фантастики Айзек Азимов тоже побаловал читателей множеством блестящих технических прогнозов. Один из них содержится в коротком рассказе Reason, который в 1941 году появился в апрельском выпуске журнала Astounding Science Fiction (на русском языке он впервые был опубликован в культовом сборнике «Я, робот» под заголовком «Логика»).
Действие происходит на одной из космических станций, снабжающих энергией нашу планету. Ее шарообразный корпус окружен панелями с фотоэлементами, которые преобразуют солнечные лучи в электрический ток, питающий исполинский генератор микроволнового излучения. Оно тонким лучом посылается на приемную станцию на Земле и там вновь переводится в электричество. Просто, элегантно и, главное, - абсолютно осуществимо с точки зрения физики. Правда, поклонники Азимова вспомнят, что ответственный за работу излучателя робот Кьюти устроил мятеж, но в конечном счете рассказ завершается хэппи-эндом.
Весьма возможно, что всего через семь лет азимовская идея станет реальностью - правда, пока без роботов. Ее намерена осуществить калифорнийская фирма Solaren Corporation, созданная группой инженеров аэрокосмической промышленности. Эта компания уже убедила крупнейшую энергетическую корпорацию штата Pacific Gas & Electric доставлять производимое ею электричество жителям округа Фресно. PG&E пока обещала закупать 200 тыс. киловатт космической электроэнергии, и это только начало. Руководители Solaren полагают, что со временем ее спутники смогут генерировать от миллиона 200 тысяч до 4, 800 млн киловатт - это вполне соответствует возможностям одной-трех современных атомных электростанций. Что и говорить, не слабо.
Как же будет выполняться это чудо-проект? Solaren ведет речь о нескольких спутниках, запущенных на пролегающие на экватором круговые геостационарные орбиты высотой около 36 тыс. км. Спутники развернут зеркала многокилометровых размеров, изготовленные из тонкой блестящей пленки. Эти рефлекторы будут собирать солнечные лучи и направлять их на батареи фотоэлементов - в точности, как в рассказе Азимова. Затем солнечная энергия будет преобразована в и направлена на антенны наземной приемной станцию - опять-таки в полном соответствии с сюжетом фантаста.
Разница лишь в том, что Solaren будет передавать на Землю энергию не с помощью опасных для человека волн микроволнового диапазона, а посредством вполне безвредных радиоволн. Для этого потребуется построить серию приемных антенн и расположить их на участке площадью несколько кв. километров. Но зато лучи космической энергостанции даже при расфокусировке уж точно никого и ничего не сожгут (что едва не случилось в азимовском рассказе).
Фирма утверждает, что ее спутники смогут снабжать солнечной электроэнергией 250 тыс. жилых домов в округе Фресно. При этом объявленная цена проекта не так уж и велика: 2 млрд. долларов. Solaren уверена, что себестоимость космической энергии не превысит цену электричества от ветрогенераторов и наземных солнечных станций.
Похожий проект сейчас разрабатывает и другая американская фирма Space Energy. Подумывают об этом и в Стране Восходящего Солнца. Японское Управление по исследованию космического пространства недавно приступило к испытаниям прототипа излучателя, который сможет передавать на Землю солнечную энергию в виде микроволн - точь в точь, как у Азимова. Если тестирование пройдет успешно, агентство приступит к планированию искусственных спутников, которые смогут поставлять чистое электричество полумиллиону домов. Правда, японцы не рассчитывают запустить первый такой сателлит ранее 2030 года.
Конечно, пока такие проекты могут показаться именно тем, чем они казались в середине прошлого века, - чистой фантастикой. Мировой рекорд по беспроводной передаче приличных объемов энергии держится аж с 1975 года. Специалисты НАСА тогда ухитрились передать на одну милю микроволновой луч мощностью в 30 киловатт, и с тех пор этот показатель еще никем не перекрыт. Solaren обещает перекачивать неизмеримо большие мощности на дистанции в десятки тысяч километров. Однако ее руководство утверждает, что необходимые для этого технологии уже существуют.
Если это не маниловщина, то в 2016 году или около того «Голос Америки» сможет сообщить о начале работы первой в мире космической солнечной энергостанции. В конце концов, ждать осталось недолго.
1968 : Питер Глейзер представил идею больших солнечных спутниковых систем с солнечным коллектором размером в квадратную милю на высоте геостационарной орбиты (ГСО 36000 км над экватором), для сбора и преобразования энергии солнца в электромагнитный пучок СВЧ для передачи полезной энергии на большие антенны на Земле.
1990 :"Исследовательским центром им. М. В. Келдыша" разработана концепция энергоснабжения Земли из космоса с использованием низких околоземных орбит. «Уже в 2020-2030 годы можно создать 10-30 космических электростанций, каждая из которых будет состоять из десяти космических энергомодулей. Планируемая суммарная мощность станций будет равна 1,5-4,5 ГВт, а суммарная мощность у потребителя на Земле - 0,75-2,25 ГВт». Далее планировалось к 2050-2100 годам довести количество станций до 800 единиц, а конечную мощность у потребителя до 960 ГВт. Однако на сегодняшний день неизвестно даже о создании рабочего проекта на основе этой концепции [ ] ;
2009 : Японское агентство аэрокосмических исследований объявило о своих планах вывести на орбиту спутник солнечной энергии, которые будут передавать энергию на Землю с помощью микроволн. Они надеются вывести первый прототип орбитального спутника к 2030 году.
2009 : Компания Solaren расположенная в Калифорнии (США) подписала договор с компанией PG&E о том, что последняя будет покупать энергию, которую Solaren произведет в космосе. Мощность будет составлять 200 МВт. По плану этой энергией будут питаться 250 000 домов. Реализация проекта планируется на 2016 год.
2011 : Объявлено о проекте нескольких японских корпораций, который должен быть реализован на базе 40 спутников с прикрепленными солнечными батареями. Флагманом проекта должна стать корпорация Mitsubishi . Передача на землю будет осуществляться с применением электромагнитных волн, приёмником должно стать «зеркало» диаметром около 3 км, которое будет находиться в пустынном районе океана . По состоянию на 2011 год планируется запустить проект в 2012 году
2013 : Главное научное учреждение Роскосмоса - ЦНИИмаш выступил с инициативой создания российских космических солнечных электростанций (КСЭС) мощностью 1-10 ГВт с беспроводной передачей электроэнергии наземным потребителям. В ЦНИИмаше обращают внимание, что американские и японские разработчики пошли по пути использования СВЧ -излучения, которое сегодня представляется значительно менее эффективным, чем лазерное .
Спутник для выработки энергии
История идеи
Изначально идея появилась в 1970-х годах. Появление такого проекта было связано с энергетическим кризисом. В связи с этим правительство США выделило 20 миллионов долларов космическому агентству NASA и компании Boeing для расчёта целесообразности проекта гигантского спутника SPS (Solar Power Satellite).
После всех расчётов оказалось, что такой спутник вырабатывал бы 5000 мегаватт энергии, после передачи на землю оставалось бы 2000 мегаватт. Чтобы понять много это или нет, стоит сравнить эту мощность с Красноярской ГЭС , мощность которой составляет 6000 мегаватт. Но примерная стоимость такого проекта 1 триллион долларов, что и послужило причиной закрытия программы.
Схема технологии
Система предполагает наличие аппарата-излучателя, находящегося на геостационарной орбите . Предполагается преобразовывать солнечную энергию в форму, удобную для передачи (СВЧ , лазерное излучение), и передавать на поверхность в «концентрированном» виде. В этом случае на поверхности необходимо наличие «приёмника», воспринимающего эту энергию .
Космический спутник по сбору солнечной энергии по существу состоит из трех частей:
- средства сбора солнечной энергии в космическом пространстве, например, через солнечные батареи или тепловой двигатель Стирлинга ;
- средства передачи энергии на землю, например, через СВЧ или лазер;
- средства получения энергии на земле, например, через ректенны .
Космический аппарат будет находиться на ГСО и ему не нужно поддерживать себя против силы тяжести. Он также не нуждается в защите от наземного ветра или погоды, но будет иметь дело с космическими опасностями, такими как микрометеориты и солнечные бури .
Актуальность в наши дни
Так как за 40 лет со времени появления идеи солнечные батареи сильно упали в цене и увеличились в производительности, а грузы на орбиту стало доставлять дешевле, в 2007 году «Национальное космическое общество» США представило доклад в котором говорит о перспективах развития космической энергетики в наши дни.
Преимущества системы
- Высокая эффективность из-за того, что нет атмосферы, выработка энергии не зависит от погоды и времени года.
- Практически полное отсутствие перерывов так как кольцевая система спутников, опоясывающая Землю, в любой момент времени будет иметь хотя бы один, освещаемый Солнцем.
Лунный пояс
Проект космической энергетики представленный компанией Shimizu в 2010 году . По задумке японских инженеров это должен быть пояс из солнечных батарей протянутый по всему экватору Луны (11 тыс. километров) и шириной 400 километров.
Солнечные панели
Так как производство и транспортировка такого количества солнечных батарей с земли не представляется возможным, то по замыслу ученых солнечные элементы должны будут производиться прямо на Луне. Для этого можно использовать лунный грунт из которого можно делать солнечные батареи.
Передача энергии
Энергия с этого пояса будет передаваться радиоволнами с помощью громадных 20 километровых антенн и приниматься ректеннами здесь, на Земле. Второй способ передачи который может использоваться это передача световым лучом с помощью лазеров и прием свето-уловителем на земле.
Преимущества системы
Так как на Луне нет атмосферы и погодных явлений, энергию можно будет вырабатывать почти круглосуточно и с большим коэффициентом эффективности.
Дэвид Крисуэлл предположил, что Луна является оптимальным местом для солнечных электростанций. Основное преимущество размещения солнечных коллекторов энергии на Луне в том, что большая часть солнечных батарей может быть построена из местных материалов, вместо земных ресурсов, что значительно снижает массу и, следовательно, расходы по сравнению с другими вариантами космических солнечных электростанций.
Технологии применяющиеся в космической энергетике
Беспроводная передача энергии на Землю
Беспроводная передача электроэнергии была предложена на ранней стадии в качестве средства для передачи энергии от космической или Лунной станции к Земле. 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? Верхний предел для частоты излучения установлен таким, чтобы энергия на один фотон не вызывала ионизацию организмов при прохождении через них. Ионизация биологических материалов начинается только с ультрафиолетового излучения и, как следствие, проявляется при более высоких частотах, поэтому большое количество радиочастот будет доступно для передачи энергии.
Лазеры
Преобразование солнечной энергии в электрическую
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 превращения солнечной энергии в электрическую 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 % .
Получение энергии от СВЧ волн испускаемых спутником
Так же важно почеркнуть способы получения энергии. Один из них это получение энергии с помощью ректенн. Ректенна (выпрямляющая антенна) - устройство , представляющее собой нелинейную антенну, предназначенную для преобразования энергии поля падающей на неё волны в энергию постоянного тока . Простейшим вариантом конструкции может быть полуволновый вибратор, между плечами которого устанавливается устройство с односторонней проводимостью (например диод). В таком варианте конструкции антенна совмещается с детектором, на выходе которого, при наличии падающей волны, появляется ЭДС. Для повышения усиления такие устройства могут быть объединены в многоэлементные решётки.
Преимущества и недостатки
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 36000 км) будет получать в среднем в восемь раз больше света, чем панели на поверхности Земли и даже больше когда космический аппарат будет ближе к Солнцу чем Земля. Дополнительным преимуществом является тот факт, что в космосе нет проблемы с весом или коррозии металлов из-за отсутствия атмосферы.
С другой стороны, главный недостаток космической энергетики и по сей день является её высокая стоимость. Средства, затраченные на вывод на орбиту системы общей массой 3 млн т. окупятся только в течение 20 лет, и это если принимать в расчёт удельную стоимость доставки грузов с Земли на рабочую орбиту 100 $/кг. Нынешняя же стоимость вывода грузов на орбиту намного больше.
Вторая проблема создания ОЭС - большие потери энергии при передаче. При передаче энергии на поверхность Земли будет потеряны, по крайней мере, 40-50 %.
Основные технологические проблемы
По данным американских исследований 2008 года, есть пять основных технологических проблем, которые наука должна преодолеть, чтобы космическая энергия стала легкодоступной:
- Фотоэлектрические и электронные компоненты должны работать с высокой эффективностью при высокой температуре.
- Беспроводная передача энергии должна быть точной и безопасной.
- Космические электростанции должны быть недорогими в производстве.
- Низкая стоимость космических ракет-носителей.
- Поддержание постоянного положения станции над приёмником энергии: давление солнечного света будет отталкивать станцию от нужного положения, а давление электромагнитного излучения , направленного на Землю, будет толкать станцию от Земли.
Другие способы использования космической энергии
Использование электроэнергии в космических полетах
Кроме того, чтобы излучать энергию на Землю, спутники ОЭС могут также питать межпланетные станции и космические телескопы. Так же это может быть безопасной альтернативой ядерным реакторам на корабле который полетит на красную планету . Другой сектор, который может извлечь выгоду из ОЭС будет космический туризм .
Примечания
- Glaser, Peter E. (December 25, 1973). “Method And Apparatus For Converting Solar Radiation To Electrical Power” . United States Patent 3,781,647 .
