Biologija-mentor. 

Vesoljska energija. Sončna energija iz vesolja: energija prihodnosti? Preoblikovanje sončne energije v elektriko


Kje bomo postavili KSE? Najverjetneje GSO. V drugih orbitih je potrebno ali prejemati sprejemnike po vsem planetu, ali pa se skupina baterij nosi z vami.

Še ne bomo fantazirani, vendar se ukvarjajo z razpoložljivimi priložnostmi.

PH "Angara" iz Plesetsk Cosmodroma bo prinesel 3-4 ton na GSO. Kaj lahko potisnete v njih? Zelo približno kvadratov 100 sončnih kolektorjev. S stalnim poudarkom na soncu in učinkovitosti odstotka 20 je mogoče stisniti 300 W s trga. Recimo, da bodo degradirali 5% na leto (upam, da nihče ne bo presenetil, da so sončni kolektorji v vesolju razvajeni iz sevanja, mikrometeoritov itd.).
Razmislimo: (100 * 300 * 24 * 365 * 20) / 2 \u003d 2 628 000 000 h h.
Za uresničitev celotnega obsega problema, naj te megavatts dobijo brez izgub na zemljo. Power navdihuje, kaj pa, če ne letimo kjerkoli. Na zalogi 300 ton kerozina. Kerozin skoraj bencin. Narediti še eno predpostavko in vzemite navaden benzogenerator (200 kW za 50 litrov na uro).
200000 * 300000/50 \u003d 1 200 000 000 W
Izkazalo se je: izkažemo bencin iz rakete in že dobimo polovico moči.
Pokriva tudi tekoči kisik. Želel sem izračunati hlajenje in utekočinjanje s toplotno zmogljivostjo, potem pa je cena 8.200 rubljev na tono tekočega kisika naletela na internet. Ker v stroških skoraj ene električne energije dobimo (kilovat, naj bo 2 rubljev):
300 * 8200 * 1000/2 \u003d 1 230 000 000 W
OPA, druga polovica. Že KPD 0%. To še vedno nismo upoštevali rakete.

Vendar v-blokiramo določenega ohlapnega tovora v orbiti

To je, nekako bom obvestil plošče kinetične energije v obliki 10 km / s:
3000 * 10000 2/2 \u003d 150000000000 J \u003d 41 700 000 W
Zdi se, da bi bilo 5000% učinkovitosti, vendar obstajajo nekateri problemi:
- komaj je dovolj visoka, da se vrne objekt, zato je del mase in energije mora biti porabljen za premagovanje atmosfere;
- Vse, kar je bilo vrženo iz zemlje v skladu z zakoni balistike na tla in vrnitev, to je drugi del mase, ki bo šel na vzpon periže.
Naj tona šla na toplotni ščit. Razmislite o spremembi orbite:
ΔV \u003d koren ((3,986 ּ 10 14/42000000) (1 + 2 * 6000000 / (6000000 + 4200000000)) \u003d 3441 m / s
Najboljši motorji dajejo impulzo 4500. Vzemimo formulo Tsiolkovsky:
M END \u003d 2000 / EXP (4500/3500) \u003d 572 kg
In vzemimo električne ometane motorje, impulz enkrat na vsakih 10 in ploščo imamo. Da, vendar z obstoječo močjo plošč, bo potiska bo milijonyons, prehod pa bo šel leta. In imamo le nekaj ur pred iztovarjanjem.
Kot rezultat: minus motor, rezervoarji, preobremenitev - no, če dobimo toliko.

In dvignimo plošče na dvigalu

Ideja na splošno ni slaba. Če samo dvignete tovor na višino, potem upoštevamo spremembo potencialne energije:
3000 * 9.81 * 36000000/3600 \u003d 294 300 000 W
Kako jih obvestiti o tovoru? Možnosti prenosa električne energije:
- z dvigalom. Preprosto je predstavitev izgube in mase dirigenta z dolžino 36.000 km. Možno bi bilo zgraditi dvigalo.
- Laser - minus bistven del mase na preoblikovanju.
- Nekateri številni plošči na tradicionalen način in nato dvignite preostanek brezplačno na vrvi. Power Megawatts potrebujete 3 km od 2 plošč. Hkrati pa bo po vzponu tovora potrebno za dva tedna. Ti. Enako megavat bomo dvignili za leto.

Druge težave

Prosto delujejo z kilometri plošč in učinkovitost vnosa sončne energije v vesolju, so redki avtorji povedani in kako bodo usmerili plošče na sonce. GSO stacionarno le glede na zemljo. Zato so potrebni mehanizmi, gorivo.
Še vedno potrebujemo pretvornike, imetnike, sprejemnike na Zemlji. Ali obstaja veliko potrošnikov iz ekvatorja? Visokonapetostne črte po polovici žoge. Če se to pomnoži za ne 100% možnosti za nalogo, bo za nekoga prosila za nekoga?

Sklepi:

- Z obstoječimi tehnologijami je prostorna sončna elektrarna nedonosna.
- Tudi če dvignete vse na vesoljskem dvigalu, se bo vprašanje dokončanja gradnje pozvano, kako odstraniti neuspešne plošče.
- Lahko prilagodite asteroid na tla in naredite plošče iz njega. Nekaj \u200b\u200bmi je povedalo, da do takrat, ko ga lahko, ni več treba prenašati energije na Zemljo.

Vendar pa brez požara ni dima. In pod navideznimi mirnimi nameni se lahko popolnoma skrivajo.
Na primer, gradnja bojne vesoljske postaje do naročil je lažja in veliko učinkovitejša:
- orbite lahko in mora izbrati nižje;
- 100% hit v sprejemniku ni obvezno;
- zelo malo časa, da pritisnete gumb Start, da premagate cilj;
- Pomanjkanje onesnaževanja.

To so zaključki. Možno je izračunati napake. Tradicionalno predlagam bralce, da jih popravijo.

  • Fantastične elektrarne

Ni skrivnost, da v skladu s stalnim bojem za bolj produktivno, ekološko in poceni energijo, človeštvo vse bolj zatekanje k pomoči alternativnih virov priprave dragocene energije. V mnogih državah je precej obsežno število prebivalcev ugotovilo, da je treba uporabiti sončne module za oskrbo z električno energijo.

Nekateri od njih so prišli do tega sklepa zaradi težkih naselij za shranjevanje materialnih sredstev, in nekatere od teh odgovornih korakov prisilnih okoliščin, od katerih je ena težko dostopna geografska lokacija, ki povzroča pomanjkanje zanesljivih komunikacij. Ampak ne samo v tako težko dostopnih mestih, ki jih potrebujete sončne plošče. Obstajajo meje, veliko na daljavo, ne pa na rob zemlje je prostor. Sončna baterija v prostoru je edini vir generacije zahtevane količine električne energije.

Space sončne energije

Ideja, da se prvič uporabijo sončne baterije v prostoru, se je pojavila pred več kot pol stoletja, med prvimi začetki umetnih satelitov Zemlje. Takrat, v ZSSR, profesorju in strokovnjaku na področju fizike, zlasti na področju električne energije - Nikolai Stepanovich Ladenko, je utemeljil potrebo po uporabi neskončnih energetskih virov na vesoljskem prostoru. Takšna energija je lahko le energija sonca, ki je bila izkopana s sončnimi moduli.

Trenutno vse vesoljske postaje delujejo izključno na račun sončne energije.

Sami COSMOS je velik asistent v tem primeru, saj sončni žarki, ki so potrebni za proces fotosinteze v sončnih modulih, obstoječega v vesolju, in ni motenj, da bi jih uživali.

Pomanjkljivost uporabe sončnih baterij v orbiti blizu Zemlje, vpliv sevanja na materialni material materiala N. Zaradi tega negativnega učinka se spremeni struktura sončnih celic, kar pomeni zmanjšanje proizvodnje električne energije.

Fantastične elektrarne

V znanstvenih laboratorijih celotne zemlje, trenutno poteka podobna naloga - iskanje proste električne energije iz Sonca. Samo ne čez ločeno hišo ali mesto, ampak v velikosti celotnega planeta. Bistvo tega dela je ustvariti ogromno v velikosti, in zato proizvodnja energije, sončnih modulov.

Območje takih modulov je ogromno in njihovo dajanje na površino zemlje bo povzročilo veliko težav, kot so:

  • pomembna in prosta prostora za namestitev lahkih sprejemnikov,
  • učinek meteo pogojev in učinkovitosti modulov, \\ t
  • stroški storitev in čiščenje sončnih kolektorjev.

Vsi ti negativni vidiki izključujejo namestitev takšnih monumentalnih struktur na Zemlji. Toda tam je izhod. To je v vgradnji ogromnih solarnih modulov na bližnji orbiti. Pri izvajanju take ideje, človeštvo prejme sončni vir energije, ki je vedno pod vplivom sončne svetlobe, nikoli ne potrebuje čiščenja iz snega, in kar najpomembneje pa ne bo zasedla koristnega prostora na Zemlji.

Seveda, tisti, ki najprej vzpostavi sončne plošče za vesolje, bo v prihodnje, da bi narekovali svoje razmere v svetovni energiji. Ni skrivnost, da rezerve mineralov na naši zemlji niso preprosto neskončne, ampak na nasprotju vsakodnevno opozarja, da bo kmalu moral iti v alternativne vire na obvezni osnovi. Zato je razvoj kozmičnih solarnih modulov na zemeljski orbiti na seznamu prednostnih nalog energije in strokovnjakov, ki načrtujejo elektrarne prihodnosti.

Težave z namestitvijo sončnih modulov v zemeljsko orbito

Težave rojstva takih elektrarn, ne samo v namestitvi, dostavi in \u200b\u200bnastopu solarnih modulov v orbiti blizu Zemlje. Največje težave povzročajo prenos, ki ga je razvil sončne module potrošniku, to je na terenu. Žice, seveda, ne dajejo, in ne boste prevažali v posodi. Obstaja skoraj nerealne tehnologije za prenos energije na razdaljah brez oprijemljivih materialov. Toda takšne tehnologije povzročajo številne protislovne hipoteze v znanstvenem svetu.

NajprejTako močno sevanje bo negativno vplivalo na široko paleto recepcija signala, to je, da bo obsevanje pomembnega dela našega planeta. In če bodo takšne vesoljske postaje postale veliko s časom? To lahko privede do obsevanja celotne površine planeta, kar bo posledica nepredvidljivih posledic.

Drugič Negativna točka je lahko delno uničenje zgornjih plasti atmosfere in ozonski plašč, v prenosu moči iz elektrarne na sprejemnik. Tovrstne posledice lahko celo prevzamejo otroka.

V dodatku na vse, obstaja veliko nianse različnih narave, ki povečujejo negativne točke, in čas uvajanja takih naprav. Takšne svobodne situacije so lahko številne, od težavnosti popravljanja plošč, v primeru nepredvidene razčlenitve ali trka s kozmičnim telesom, na banalni problem - kako odstraniti takšno nenavadno strukturo, po roku za njeno delovanje.

Kljub vsem negativnim trenutkom gredo na človeštvo, kot pravijo, kaj ni nikjer. Sončna energija, danes, edini vir energije, ki lahko pokriva vse večje potrebe ljudi v električni energiji v teoriji. Nobeden od obstoječih energetskih virov na Zemlji ne more primerjati s svojimi prihodnjimi možnostmi s tem edinstvenim pojavom.

Približni roki

Power Space Space je dolgo prenehala biti teoretično vprašanje. Za leto 2040 je bil prvi začetek elektrarne za zemeljsko orbito že načrtovan. Seveda je to le poskusni model in je daleč od teh svetovnih struktur, ki se načrtujejo, da bodo zgrajena v prihodnosti. Bistvo takega zagona je videti v praksi - kako bo taka elektrarna delovala v delovnih pogojih. Država, ki je prevzela tako težko misijo - Japonska. Ocenjeno območje baterij, teoretično bi moralo biti približno štiri kvadratne kilometre.

Če poskusi kažejo, da takšen pojav kot sončna elektrarna lahko obstaja, bo glavna smer sončne energije prejela jasno pot za obvladovanje takih izumov. Če gospodarski vidik ne more ustaviti celotne stvari v začetni fazi. Dejstvo je, da je glede na teoretične ocene, da bi sprožili polnopravno sončno elektrarno v orbito, je potrebno več kot dvesto lansiranja tovornih prevoznikov tovora. Za upoštevanje, stroški enega lansiranja težkega tovornjaka, ki temelji na obstoječih statističnih podatkih, je približno 0,5 - 1 milijarde dolarjev. Aritmetika je preprosta, rezultati pa niso tolarni.

Nastali znesek je ogromen, in bo šel na dostavo razstavljenih elementov v orbiti, in je treba še vedno zbrati celoten oblikovalec.

Povzetek celotne stvari, je mogoče opozoriti, da je ustvarjanje vesoljske sončne elektrarne vprašanje časa, ampak za izgradnjo takšnega zasnove za moč velesirjev, ki bodo lahko obvladali celotno breme gospodarske obremenitve izvajanje procesa.

V prostoru ni vzdušje, nikoli ne dežuje, noč pa nikoli ne pride na geostacionarske orbit: to je idealen kraj za sončno elektrarno, ki bo zbrala energijo 24 ur na dan, 365 dni na leto. $ Cut $ neto energija od zgoraj

Združene države, Kitajska, Indija in Japonska že razvijajo svoje lastne projekte, ki bodo vključevali robotske nege sončne celice, ki bodo usmerjali ogromno količino čiste in obnovljive energije brez žic.

Nekatere možnosti kažejo, da pošiljajo do 1 GW energije z uporabo žarkov na Zemljo - to je dovolj za napajanje velikega mesta. Po mnenju Paula Jaffe, vesoljski inženir iz raziskovalnega laboratorija v ZDA mornarice, je koncept popolnoma utemeljen znanstveno utemeljen.

"Nasa in ZDA Ministrstvo za energijo sta izvedli študijo v poznih 70-ih, ki jih stanejo 20 milijonov dolarjev, in podrobno preučevali koncept," pravi Jaffe. "Takrat so vsi prišli do zaključkov, da ni težav z fiziko, vendar obstajajo vprašanja o gospodarstvu."

Glavni problem je vrednost številnih prostorov, ki so potrebni za izgradnjo satelita za prenos energije. Glede na stroške izvajanja 40.000 $ na kilogram v nekaterih primerih lahko končna cena prve kozmične sončne elektrarne doseže 20 milijard dolarjev.

Zasebni izvajalci

Ko vstopamo v obdobje zasebnega razvoja prostora, ki bistveno zmanjšuje stroške uvedbe, glavna fizika kaže, da je dobava blaga v vesolje še vedno zelo draga.

"Ta tema se revidira vsakih 10 let, ko se tehnologija spreminja, kar pomeni, da se gospodarska stran vprašanja spreminja."

Jaffe pravi, da je vojna na Bližnjem vzhodu dala nove impulze za razvoj vesoljskih solarnih postaj, saj so znanstveni inženirji soočili s problemom zagotavljanja energije na sovražno okrožje. Številni in skriti sprejemniki bi lahko ujeli kozmično energijo in zagotovili vojaško, ki ne bi bilo treba vleči nevarnih in dragih dizelskih generatorjev na vodo ali zrak.

"Če bi lahko dobili elektriko iz vesolja, bi verjetno mislili."

Varnostna vprašanja

Obstajata dva načina za zagotavljanje energije Zemlje: v obliki laserskih žarkov ali mikrovalov.

Varianta z laserskimi žarki vključuje pošiljanje majhnih prenosnih laserjev satelitov v vesolje in relativno nizke stroške, od 500 milijonov na 1 milijardo dolarjev. Samozavestni sateliti bodo dodatno zmanjšali stroške, laserji za majhne premere pa bodo precej enostavno sestaviti na zemlji.

Toda z izdajo od 1 do 10 MW bo veliko satelitov za zagotovitev zadostne energije. Poleg tega bodo sateliti imeli težave z laserskim prenosom med oblakom ali deževnim vremenom.

Možnost z mikrovalovi pomeni neoviran prenos med dežjem, snega ali drugimi atmosferskimi pogoji in bodo lahko prenašali energijo Gigavatts.

Mikrovalovna tehnologija, po Jaffi, je več desetletij: leta 1964 so znanstveniki lahko prenesli energijo na helikopter z mikrovalovi. Jaffa pravi, da bo z velikim območjem oddajnikov mikrovalov, ki bodo tako razpršeni, da ne bodo nevarni za življenje. Toda njihova glavna pomanjkljivost ostaja potreba po stotine lansiranja v vesolje, kar bo omogočilo gradnjo vesoljske postaje. Vse to se vlije v desetine milijard dolarjev.

"Na žalost je vredno omeniti, družba ne mara mikrovalov in laserjev, saj so mikrovalovne pečice pogosteje povezane z mikrovalovi v kuhinji, in laserji s kozmičnimi bitkami v znanstveni fantastiki."

Energetski sendvič

Študija Jaffe, osredotočena na tako imenovane "sendvič modulov" - element sončnih celic, ki pretvarjajo sončno svetlobo v energijo. Ena stran "Sendwich" dobi sončno energijo z uporabo fotovoltaične plošče, elektronika v centru pretvori tok v radijski val, antena na drugi strani pa pošlje sveženj na tla.

»Ljudje verjetno ne vedo, da lahko radijski valovi prenašajo energijo,« pravi Jaffa. - Ker so v okviru komunikacije, telefonov ali televizorjev nekoč razmislili o radiu. Ne razmišljajo o tem, da lahko radijski valovi prenašajo energijo. "

Kljub dejstvu, da so vse tehnologije že na voljo za opremljanje prostora sončne baterije, Jaffa meni, da se prva taka postaja ne bo kmalu pojavila. Tudi kljub dejstvu, da je Japonci postavil takšno postajo z enim od stebrov njihovega vesoljskega programa.

"Brez raziskovalne baze, ki, v Združenih državah, na primer raziskuje energijo termonuklearne sinteze, lahko komaj dosežete napredek. Če japonci uspejo v naslednjih petih letih, lahko ljudje govorijo o tem, zakaj ne delamo ničesar. "

Navsezadnje, pravi Jaffe, je težko reči, da je ta ideja izvedljiva, dokler ne poskušate izvajati.

Enciklopedijski YouTube.

    1 / 5

    ✪ Energija vesolja. Najmočnejši predmeti v prostoru. Space Travel HD 04/01/2017

    ✪ Energy Energy - Vadim Zeland

    ✪ Najnovejši prostorski koraki ZSSR (pH Energy)

    ✪ Lekcija 118. Potencialna energija gravitacijske interakcije. Druga kozmična hitrost

    ✪ Evgeny Averyanov - Slaba sreča, Kozmična energija in prilegajoči generator

    Podnapisi.

Kronologija za razvoj kozmičnega energetske energije

1990 : "Raziskovalni center. M. V. Keldyss" je razvil koncept oskrbe z energijo iz vesolja z nizkimi orbit. "Že leta 2020-2030 lahko ustvarite 10-30 vesoljskih elektrarn, od katerih bo vsaka sestavljena iz desetih kozmičnih modelov energije. Načrtovana skupna moč postaj bo enaka 1,5-4,5 GW, skupna moč potrošnika na Zemlji pa 0,75-2,25 GW. " Nato je bilo načrtovano, da poveča število postaj na 800 enot, in končno moč potrošnika do 960 GW. Vendar pa danes ni znano tudi o ustvarjanju delovnega osnutka, ki temelji na tem konceptu [ ] ;

2009 : Japonska agencija Aerospace Research je napovedala svoje načrte, da bi satelitsko sončno energijo prinesla orbito, ki bo energijo prenesla na zemljo z mikrovalovi. Upajo, da bodo prvi prototip orbitalnega satelita do leta 2030.

2009 : Solaren, ki se nahaja v Kaliforniji (ZDA), je podpisal sporazum s PG & E, da bo slednja kupila energijo, ki jo bo Solaren proizvaja v vesolju. Moč bo 200 MW. Po načrtu bo ta energija jedla 250.000 hiš. Projekt je načrtovan za leto 2016.

2011 : Objavil je projekt več japonskih korporacij, ki jih je treba izvajati na podlagi 40 satelitov s priloženimi sončnimi baterijami. Vodilni projekt bi moral biti Mitsubishi Corporation. Prenos na zemljo bo izveden z uporabo elektromagnetnih valovih, sprejemnik mora postati "ogledalo" s premerom približno 3 km, ki bo na puščavskem območju oceana. Od leta 2011 je načrtovana za začetek projekta v letu 2012

2013 : Glavna znanstvena ustanova Roscosmos - Tsiemasha je ustvarila pobudo za ustvarjanje ruskih vesoljskih sončnih elektrarn (KSES) z zmogljivostjo 1-10 GW z brezžičnim prenosom električne energije na zemeljske potrošnike. Tsieimash Bodite pozorni na ta ameriški in japonski razvijalci so šli na način uporabe mikrovalovne emisije, ki se danes zdi veliko manj učinkovit kot laser.

Energija satelit.

Zgodovina Ideja

Prvotno se je ideja pojavila v sedemdesetih letih. Pojav takšnega projekta je bil povezan z energetsko krizo. V zvezi s tem je vlada ZDA dodelila 20 milijonov dolarjev vesoljske agencije NASA in Boeing za izračun izvedljivosti SPS Giant Satellite Project (Solar Power Satellite).

Po vseh izračunih se je izkazalo, da bi takšen satelit proizvedel 5000 megavatov energije, po prenosu na zemljo bi ostal 2000 megavatov. Da bi razumeli veliko ali ne, je vredno primerjati to moč s HE Krasnoyarsk, močjo, ki je 6000 megavatov. Toda približni stroški takšnega projekta je 1 bilijonov dolarjev, kar je povzročilo zaprtje programa.

Tehnološka shema

Sistem prevzame prisotnost aparata Emitter, ki se nahaja na geostativni orbiti. Predpostavlja se, da pretvori sončno energijo v obliki, priročno za prenos (mikrovalovna pečica, lasersko sevanje) in prenaša na površino v "koncentrirani" obrazec. V tem primeru na površini, prisotnost "sprejemnika", ki zaznava to energijo.

Space Satellite za zbiranje sončne energije, ki je v bistvu sestavljen iz treh delov:

  • sredstva za zbiranje sončne energije v vesolju, na primer, s sončnimi paneli ali toplotnim strogom;
  • prenos energije pomeni za Zemljo, na primer z mikrovalovno pečico ali laserjem;
  • orodja za proizvodnjo energije na zemlji, na primer s pravokotniki.

Spacecraft bo na GSO in ni treba zadržati pred močjo gravitacije. Prav tako ni treba zaščititi pred vetrom ali vremenskim vplivom na tleh, vendar se bo ukvarjal s kozmičnimi nevarnostmi, kot so mikrometeorite in sončne nevihte.

Danes

Ker je v 40 letih od videza ideje, so sončne baterije zelo težko v ceni in se je povečala, in blago v orbiti začelo opravljati ceneje, v letu 2007, ameriška nacionalna vesoljska družba je predstavila poročilo, v katerem so možnosti za razvoj vesoljske energije v naših dneh.

Koristi sistema

  • Visoka učinkovitost zaradi dejstva, da ni atmosfere, energetska generacija ni odvisna od vremena in sezone.
  • Skoraj popolna odsotnost odmora kot obročastega satelitskega sistema, polnjenje Zemlje, bo v vsakem trenutku vsaj eno osvetljeno ob soncu.

Luna Belt.

Projekt vesoljske energije, ki ga je predložil Shimizu leta 2010. Z idejo japonskih inženirjev mora biti to pas iz sončnih celic, raztegnjena po celotnem ekvatorju lune (11 tisoč kilometrov) in širino 400 kilometrov.

Sončni kolektorji

Ker proizvodnja in prevoz takih več sončnih kolektorjev iz Zemlje ni mogoč, potem bo na načrt znanstvenikov, bodo morale solarne celice proizvajati neposredno na Luni. Če želite to narediti, lahko uporabite lunarno zemljo, iz katere lahko naredite sončne plošče.

Prenos energije

Energija iz tega pasu se bodo prenašali z radijskimi valovi, ki uporabljajo ogromne 20 kilometrske antene in jih prevzemajo tanje na Zemlji. Drugi način prenosa, ki se lahko uporablja s svetlobnim žarkom z laserji in prejemajo svetlobno past na zemlji.

Koristi sistema

Ker ni vzdušje in vremenskih pojavov na Luni, se energija lahko proizvede skoraj okoli uro in z velikim koeficientom učinkovitosti.

David Chriswell je predlagal, da je Luna optimalen kraj za sončne elektrarne. Glavna prednost dajanja sončnih kolektorjev energije na Luno je, da je večina sončnih plošč mogoče zgraditi iz lokalnih materialov, namesto zemeljskih virov, ki bistveno zmanjšuje maso in zato stroške v primerjavi z drugimi možnostmi za kozmične sončne elektrarne .

Tehnologije, ki se uporabljajo v vesoljski energiji

Brezžični prenos energije na Zemljo

Brezžični prenos električne energije je bil predlagan v zgodnji fazi kot sredstvo za prenos energije iz kozmične ali lunarne postaje na zemljo. Energija se lahko prenaša z laserskim sevanjem ali mikrovalovno pečico na različnih frekvencah, odvisno od zasnove sistema. Kakšno izbiro je bila narejena, da se prenos sevanja ne ionizira, da bi se izognili morebitnim kršitvam ekologije ali biološkega sistema regije prejemanja energije? Zgornja meja za sevalno frekvenco je vzpostavljena tako, da energija na en foton ne povzroča ionizacije organizmov pri prehodu skozi njih. Ionizacija bioloških materialov se začne le z ultravijoličnim sevanjem in posledično se kaže na višjih frekvencah, zato bo na voljo veliko radijskih frekvenc za prenos energije.

Laserji

Preoblikovanje sončne energije v elektriko

V vesoljski energiji (v obstoječih postajah in v razvoju vesoljskih elektrarn) je edini način za učinkovito proizvodnjo energije, je uporaba fotocelic. Fotocelica je elektronska naprava, ki pretvarja fotonsko energijo v električno energijo. Prva fotocela, ki temelji na zunanjem fotografskem učinku, je ustvaril alexander števce na koncu XIX stoletja. Najbolj učinkovita, iz energetskega vidika, naprave za pretvorbo sončne energije v elektriko, so polprevodniški fotovoltaični pretvorniki (FEP), saj je to neposreden, enostopenjski prehod moči. Učinkovitost fotocel, proizvedenih v industrijskem obsegu, je 16%, v najboljših vzorcih do 25%. V laboratorijskih pogojih, ki so že dosežene z učinkovitostjo 43%.

Pridobivanje energije iz mikrovalovnih valov, ki jih oddaja satelit

Pomembno je tudi, da se napolnijo načine za proizvodnjo energije. Ena od njih je proizvodnja energije s pomočjo pravonata. Practan (ravnanje antene) je naprava, ki je nelinearna antena, namenjena pretvorbi energije polja vala, ki pade na to v enosmerni energijo. Najpreprostejša varianta zasnove je lahko pol-valov vibrator, med ramenih, od katerih je naprava nameščena z enostransko prevodnostjo (na primer dioda). V tej izvedbi je detektor antene v kombinaciji z detektorjem, na katerem se pojavi EMF v prisotnosti padca vala. Da bi izboljšali dobiček, se lahko takšne naprave združijo v več elemente rešetke.

Prednosti in slabosti

Prostorska sončna energija je energija, ki se pridobiva zunaj kopenskega atmosfere. V odsotnosti obdavčitve atmosfere ali oblakov, približno 35% energije pade na zemljo od tistega, ki je padel v ozračje. Poleg tega je z izbiro poti orbite mogoče prejeti energijo približno 96% časa. Tako bodo fotoelektrične plošče na geostativni orbiti zemlje (na nadmorski višini 36.000 km) dobile povprečno osemkrat več kot plošče na površini tal in še več, ko bo vesoljsko plovilo bližje soncu kot zemlja . Dodatna prednost je dejstvo, da ni nobenih težav v prostoru s težo ali korozijo kovin zaradi pomanjkanja atmosfere.

Po drugi strani pa je glavno pomanjkanje vesoljske energije in na ta dan njegova visoka cena. Sredstva, porabljena za zaključek v orbiti sistema s skupno maso 3 milijonov ton. Payback le 20 let, in to je, če upoštevamo posebne stroške dostave tovora iz zemlje na delovno orbito 100 $ / kg. Sedanji stroški proizvodnje blaga v orbiti so veliko več.

Druga težava ustvarjanja OES je med prenosom velike porabe energije. Ko bo prenos energije na površino zemlje izgubljen vsaj 40-50%.

Osnovne tehnološke težave

Po mnenju ameriških študij leta 2008 je pet glavnih tehnoloških problemov, ki jih mora znanost premagati, da je vesoljska energija lahko dostopna:

  • Fotoelektrični in elektronski komponente morajo delovati z visoko učinkovitostjo pri visoki temperaturi.
  • Brezžični prenos moči mora biti natančen in varen.
  • Vesoljske elektrarne morajo biti poceni v proizvodnji.
  • Nizki stroški vesoljskih raketnih nosilcev.
  • Ohranjanje stalnega položaja postaje nad energetskim sprejemnikom: Tlak sončne svetlobe bo potisnil postajo iz želenega položaja in tlak elektromagnetnega sevanja, usmerjen na tla, bo potisnil postajo iz zemlje.

Drugi načini uporabe vesoljske energije

Uporaba električne energije v kozmičnih letih

Poleg tega, da oddajajo energijo na zemljo, lahko sateliti OES navajajo tudi medplanetarne postaje in vesoljske teleskope. Prav tako je lahko varna alternativa jedrskim reaktorjem na ladji, ki bo letela do rdečega planeta. Drug sektor, ki lahko koristi


Zgodovina idej: na začetku se je ideja pojavila v sedemdesetih letih. Pojav takšnega projekta je bil povezan z energetsko krizo. V zvezi s tem je vlada ZDA dodelila 20 milijonov dolarjev vesoljske agencije NASA in Boeing za izračun izvedljivosti SPS Giant Satellite Project (Solar Power Satellite). Po vseh izračunih se je izkazalo, da bi takšen satelit proizvedel 5000 megavatov energije, po prenosu na zemljo bi ostal 2000 megavatov. Da bi razumeli veliko ali ne, je vredno primerjati to moč s HE Krasnoyarsk, močjo, ki je 6000 megavatov. Toda približni stroški takšnega projekta je 1 bilijonov dolarjev, kar je povzročilo zaprtje programa.


Struktura naprave: Space Satellite za zbiranje sončne energije, ki je v bistvu sestavljen iz treh delov: sredstva za zbiranje sončne energije v vesolju, na primer s sončnimi paneli ali toplotnim strojem Stirlinga. Orodja za prenos energije, na primer z mikrovalovno pečico ali laserjem. Orodja za proizvodnjo energije na zemlji, na primer z antenami. Spacecraft bo na GSO in ni treba zadržati pred močjo gravitacije. Prav tako ni treba zaščititi pred vetrom ali vremenskim vplivom na tleh, vendar se bo ukvarjal s kozmičnimi nevarnostmi, kot so mikrometeorite in sončne nevihte.


Prednosti in slabosti sončne energije na zemlji proti prostoru: vesoljska sončna energija je energija, ki se pridobiva zunaj ozračja zemlje. V odsotnosti atmosfere ali oblakov, približno 35% energije iz tistega, ki je padlo v atmosfero pade na zemljo. Poleg tega je z izbiro poti orbite mogoče prejeti energijo približno 96% časa. Tako bodo fotoelektrične plošče na geostacionarni orbiti zemlje (na višini cm) prejele povprečno osemkrat več kot plošče na površini zemlje in še več, ko bo vesoljsko plovilo bližje soncu kot Zemlja. Dodatna prednost je dejstvo, da ni nobenih težav v prostoru s težo ali korozijo kovin zaradi pomanjkanja atmosfere. Po drugi strani pa je glavno pomanjkanje vesoljske energije in na ta dan njegova visoka cena. Druga pomanjkljivost je dejstvo, da bo pri prenosu energije na površino Zemlje izguba vsaj 40-50%.


Glavni tehnološki problemi: Po mnenju ameriških študij leta 2008 obstajajo štirje glavni tehnološki problemi, ki jih mora znanost premagati, da bi bila vesoljska energija postala lahko dostopna: fotoelektrični in elektronski komponente morajo delovati z visoko učinkovitostjo pri visoki temperaturi. Brezžični prenos moči mora biti natančen in varen. Prostorska elektrarna ne bi smela biti draga v proizvodnji. Nizki stroški vesoljskih raketnih nosilcev. Ohranjanje stalnega položaja postaje nad sprejemnikom energije: navsezadnje bo energija trka z delci sonca potisnila postajo iz desnega položaja, energija, prenašana na tla, potiskajo postajo iz zemlje