Солнечные электростанции в космосе могут удовлетворить наши потребности в энергии

Во всем мире научное сообщество посвящает время и усилия развитию солнечных электростанций в космосе. Мы надеемся, что когда-нибудь они смогут стать жизненно важным инструментом в нашей борьбе с изменением климата.

Это похоже на научную фантастику: гигантские солнечные электростанции, парящие в космосе и излучающие огромное количество энергии на Землю. И долгое время концепция, впервые разработанная русским ученым Константином Циолковским в 1920-х годах, была в основном вдохновением для писателей.

Электричество из космоса

Спустя столетие, однако, ученые добиваются огромных успехов в воплощении концепции в жизнь. Европейское космическое агентство реализовало потенциал этих усилий и сейчас ищет средства для финансирования таких проектов, прогнозируя, что первый промышленный ресурс, который мы получим из космоса, - это "телепортируемая энергия".

Подписывайтесь на наш youtube канал!

Изменение климата - самая большая проблема нашего времени, поэтому на карту поставлено многое. От повышения глобальной температуры до изменения погодных условий - последствия изменения климата уже ощущаются во всем мире. Преодоление этого вызова потребует радикальных изменений в том, как мы производим и потребляем энергию.

В последние годы технологии использования возобновляемых источников энергии развиваются радикально, повышая эффективность и снижая затраты. Однако одним из главных препятствий на пути их освоения является то, что они не обеспечивают постоянного снабжения энергией. Ветровые и солнечные фермы вырабатывают энергию только тогда, когда дует ветер или светит солнце - но нам нужно электричество круглосуточно, каждый день. В конечном счете, нам нужен способ накопления энергии в больших масштабах, прежде чем мы сможем перейти на возобновляемые источники.

Возможный способ обойти это - генерировать солнечную энергию в космосе. В этом есть много преимуществ. Солнечная электростанция космического базирования могла бы двигаться по орбите, двигаясь навстречу Солнцу 24 часа в сутки. Атмосфера Земли также поглощает и отражает часть солнечного света, поэтому солнечные элементы над атмосферой будут получать больше солнечного света и вырабатывать больше энергии.

Но одна из ключевых проблем, которую необходимо решить, заключается в том, как собрать, запустить и развернуть такие большие сооружения. Одна солнечная электростанция должна быть площадью до 1400 футбольных полей, эквивалентной площади в 10 километров. Использование легких материалов также будет иметь решающее значение, так как наибольшие расходы будут связаны с запуском станции в космос на ракете.

Одно из предлагаемых решений заключается в создании роя из тысяч более мелких спутников, которые будут объединяться и конфигурироваться в одну большую солнечную батарею. В 2017 году исследователи Калифорнийского технологического института наметили проекты модульной электростанции, состоящей из тысяч ячеек ультралегких солнечных батарей. Они также продемонстрировали прототип ячейки весом всего 280 граммов на квадратный метр, аналогичный весу карты.

В последнее время также изучаются разработки в области производства, такие как трехмерная печать. В Ливерпульском университете мы изучаем новые технологии изготовления печати ультралегких солнечных элементов на солнечных парусах. Солнечный парус - это складная, легкая и высокоотражающая мембрана, способная использовать воздействие солнечного излучения для продвижения космического корабля вперед без топлива. Мы изучаем, как встроить солнечные элементы в конструкции солнечного паруса для создания крупных безтопливных солнечных электростанций.

Эти методы позволят нам построить электростанции в космосе. Действительно, в один прекрасный день можно будет изготовить и разместить в космосе установки с Международной космической станции или будущей лунной шлюзовой станции, которая будет совершать орбитальные полеты на Луну. Такие устройства фактически могли бы помочь обеспечить электроэнергией Луну.

На этом возможности не заканчиваются. Хотя в настоящее время мы полагаемся на материалы с Земли для строительства электростанций, ученые также рассматривают возможность использования ресурсов из космоса для производства, например, материалов, найденных на Луне.

Другой важной задачей будет возвращение энергии на Землю. План заключается в преобразовании электричества от солнечных батарей в энергетические волны и использовать электромагнитные поля для передачи их вниз к антенне на поверхности Земли. Затем антенна будет преобразовывать волны обратно в электричество. Ученые под руководством Японского агентства аэрокосмических исследований уже разработали проекты и продемонстрировали систему орбитальной установки, которая должна быть в состоянии сделать это.

В этой области еще предстоит проделать большую работу, но цель состоит в том, чтобы солнечные электростанции в космосе стали реальностью в ближайшие десятилетия. Исследователи в Китае разработали систему под названием "Омега", которую они намерены ввести в эксплуатацию к 2050 году. Эта система должна быть способна подавать 2 ГВт энергии в земную сеть при пиковой производительности, а это огромное количество. Чтобы производить столько энергии с помощью солнечных батарей на Земле, вам понадобится более шести миллионов из них.

Маленькие спутники на солнечной энергии, как те, что предназначены для питания лунных вездеходов, могут быть введены в эксплуатацию еще раньше. опубликовано econet.ru по материалам techxplore.com

Подписывайтесь на наш канал Яндекс Дзен!

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet