Ошибка!

Показать Ошибка!

Забыли пароль?

Ошибка!

Ошибка!

Скрыть Ошибка!

Скрыть Ошибка!

Забыли пароль? Напишите ваш email и мы отправим письмо с инструкциями.

Ошибка!

Обратно

Закрыть

Солнечная электростанция в космосе: как это будет работать и какие преимущества принесет

Солнечная электростанция в космосе: как это будет работать и какие преимущества принесет
Правительство Великобритании рассматривает предложение стоимостью 16 миллиардов фунтов стерлингов о строительстве солнечной электростанции в космосе.


Солнечная энергия из космоса — одна из технологий, включенных в правительственный портфель инноваций Net Zero. Но как будет работать солнечная электростанция в космосе? Каковы преимущества и недостатки этой технологии?

Космическая солнечная энергетика предполагает сбор солнечной энергии в космосе и передачу ее на Землю. Сама идея не новая, но последние технологические достижения сделали эту перспективу более достижимой.

Космическая солнечная энергетическая система включает в себя спутник солнечной энергии — огромный космический корабль, оснащенный солнечными панелями. Эти панели генерируют электричество, которое затем по беспроводной связи передается на Землю с помощью высокочастотных радиоволн. Наземная антенна (ректена) используется для преобразования радиоволн в электричество, которое затем передается в энергосистему.

Космическая солнечная электростанция на орбите освещается Солнцем 24 часа в сутки и поэтому может непрерывно вырабатывать электроэнергию. Это представляет собой преимущество перед наземными солнечными энергетическими системами, которые могут производить электроэнергию только в течение дня и зависят от погоды.

Поскольку мировой спрос на энергию, по прогнозам, к 2050 году вырастет почти на 50%, космическая солнечная энергия может сыграть ключевую роль в удовлетворении растущего спроса в мировом энергетическом секторе и решении проблемы глобального повышения температуры.

Некоторые проблемы

Космическая солнечная электростанция основана на модульной конструкции, где большое количество солнечных модулей собирается роботами на орбите. Транспортировка всех этих элементов в космос сложна, затратна и нанесет ущерб окружающей среде.

Вес солнечных панелей был определен как одна из первых проблем, решенная за счет разработки сверхлегких солнечных элементов (солнечная панель состоит из солнечных элементов меньшего размера).

Космическая солнечная энергия считается технически осуществимой прежде всего благодаря достижениям в ключевых технологиях, включая легкие солнечные элементы, беспроводную передачу энергии и космическую робототехнику.

Важно отметить, что для сборки даже одной космической солнечной электростанции потребуется много запусков космических челноков. Хотя космическая солнечная энергия предназначена для сокращения выбросов углерода в долгосрочной перспективе, существуют значительные выбросы, связанные с космическими запусками, а также затраты.

Космические шаттлы в настоящее время нельзя использовать повторно, хотя Space X работает над изменением этого положения. Возможность повторного использования систем запуска значительно снизит общую стоимость космической солнечной энергии.

Если удастся успешно построить космическую солнечную электростанцию, ее эксплуатация также столкнется с рядом практических проблем. Солнечные батареи могут быть повреждены космическим мусором. Кроме того, панели в космосе не защищены атмосферой Земли. Воздействие более интенсивного солнечного излучения означает, что они будут деградировать быстрее, чем на Земле, что снизит мощность, которую они могут генерировать.


Еще одним вопросом является эффективность беспроводной передачи энергии. Передача энергии на большие расстояния (в данном случае от солнечного спутника в космосе на землю) затруднена. Согласно современным технологиям, лишь малая часть собранной солнечной энергии достигнет Земли.

Пилотные проекты уже запущены

В рамках проекта Space Solar Power Project в США разрабатываются высокоэффективные солнечные элементы, а также система преобразования и передачи, оптимизированная для использования в космосе. Исследовательская лаборатория ВМС США провела испытания солнечного модуля и системы преобразования энергии в космосе в 2020 году. Китай объявил о прогрессе на своей космической солнечной электростанции Бишань с целью создания работающей системы к 2035 году.

Согласно недавнему отчету Frazer-Nash Consultancy, в Великобритании разработка космической солнечной энергетики стоимостью 17 миллиардов фунтов стерлингов считается жизнеспособной концепцией. Ожидается, что проект начнется с небольших испытаний, которые приведут к запуску солнечной электростанции в 2040 году.

Спутник на солнечной энергии будет диаметром 1,7 км и весить около 2000 тонн. Наземная антенна будет занимает много места — примерно 6,7 км на 13 км. Учитывая использование земли по всей Великобритании, она, скорее всего, будет размещена в оффшорной зоне.

Этот спутник будет поставлять 2 ГВт электроэнергии в Великобританию. Хотя это значительное количество энергии, но небольшой вклад в генерирующую мощность Великобритании, которая составляет около 76 ГВт.

Учитывая чрезвычайно высокие первоначальные затраты и медленную окупаемость инвестиций, для реализации проекта потребуются значительные государственные ресурсы, а также инвестиции частных компаний.

Но по мере развития технологий стоимость космического запуска и производства будет неуклонно снижаться. А масштаб проекта позволит наладить массовое производство, что должно несколько снизить стоимость.

Сможет ли космическая солнечная энергия помочь достичь нуля к 2050 году еще неизвестно. Другие технологии, такие как разнообразное и гибкое хранение энергии, водород и развитие систем возобновляемой энергии, лучше изучены и могут быть более легко применимы.

Несмотря на проблемы, космическая солнечная энергия является предшественником захватывающих возможностей для исследований и разработок. В будущем эта технология будет играть важную роль в глобальном энергоснабжении.

Комментарии:

Еще нет комментариев, станьте первым коментатором!
Войдите на зайт или зарегистрируйтесь, чтобы оставлять комментарии!
0
Сандия разрабатывает микросети для питания будущей лунной базы

Сандия разрабатывает микросети для питания будущей лунной базы

Чтобы не отключать свет на лунном аванпосте НАСА Artemis, Национальные лаборатории Сандия разрабатывает электрические микросети для управления распределением энергии от мини-ядерных реакторов лунной базы к различным жилым и вспомогательным объектам.

Стремление НАСА установить постоянное присутствие человека на Луне в качестве репетиции возможной миссии с экипажем на Марс ставит огромные инженерные задачи, из-за которых строительство Международной космической станции (МКС) выглядит как возведение сарая. Мало того, что лунная база будет в тысячу раз дальше от Земли, чем космическая лаборатория, это также потребует совершенно нового подхода к ре...
16.05.22 14:59
0
0
Найден «переключатель», который даёт надежду при потере слуха

Найден «переключатель», который даёт надежду при потере слуха

Ученые, изучающие механизмы, лежащие в основе глухоты, определили единственный ген, который они описывают как тип главного переключателя для дифференцировки клеток, открывая новые захватывающие возможности для восстановления слуха.

Утверждается, что открытие «преодолело серьезное препятствие» в этой области и заложило основу для лечения общей причины необратимой потери слуха.Исследование сосредоточено на волосковых клетках уха, которые представляют собой сенсорные клетки, выстилающие внутреннее ухо и имеющие основополагающее значение для слуха. Смерть этих клеток из-за старения и стрессов, таких как чрезмерный шум, приводит ...
15.05.22 11:49
0
0
Исследование показывает, что противовоспалительные средства увеличивают риск хронической боли

Исследование показывает, что противовоспалительные средства увеличивают риск хронической боли

Новое исследование, проведенное учеными из Университета Макгилла, ставит под сомнение существующие представления о лечении острой боли. Полученные данные свидетельствуют о том, что лечение некоторых форм острой боли противовоспалительными препаратами может фактически увеличить риск того, что боль перерастет в хроническое состояние.

Целью исследования было выяснить, что вызывает переход острой боли в хроническое состояние. Первый шаг включал изучение экспрессии определенных генов у пациентов с острой болью в пояснице. Первый намек на то, что происходит что-то необычное, появился, когда исследователи увидели широкую активность в иммунных генах у пациентов, быстро выздоровевших от острой боли в спине. Те же самые гены явно не ...
14.05.22 15:56
0
0
Самые быстрые логические вентили могут сделать компьютеры в миллион раз быстрее

Самые быстрые логические вентили могут сделать компьютеры в миллион раз быстрее

Логические вентили - это фундаментальные строительные блоки компьютеров, и исследователи из Университета Рочестера разработали самые быстрые из созданных.

Уничтожая графен и золото лазерными импульсами, новые логические вентили работают в миллион раз быстрее, чем в существующих компьютерах, демонстрируя жизнеспособность «световолновой электроники». Логические элементы принимают два входа, сравнивают их, а затем выводят сигнал на основе результата. Например, они могут выводить 1, если оба входящих сигнала равны 1 или 0, или если один из них или ни о...
14.05.22 10:42
0
0
Сандия разрабатывает микросети для питания будущей лунной базы

Сандия разрабатывает микросети для питания будущей лунной базы

Чтобы не отключать свет на лунном аванпосте НАСА Artemis, Национальные лаборатории Сандия разрабатывает электрические микросети для управления распределением энергии от мини-ядерных реакторов лунной базы к различным жилым и вспомогательным объектам.

Стремление НАСА установить постоянное присутствие человека на Луне в качестве репетиции возможной миссии с экипажем на Марс ставит огромные инженерные задачи, из-за которых строительство Международной космической станции (МКС) выглядит как возведение сарая. Мало того, что лунная база будет в тысячу раз дальше от Земли, чем космическая лаборатория, это также потребует совершенно нового подхода к ре...
16.05.22 14:59
0
0
Ученые-планетологи предлагают решение парадокса Ферми: сверхлинейное масштабирование, ведущее к сингулярности

Ученые-планетологи предлагают решение парадокса Ферми: сверхлинейное масштабирование, ведущее к сингулярности

Пара исследователей из Института науки Карнеги и Калифорнийского технологического института разработали возможное решение парадокса Ферми.

В статье, опубликованной в Journal of the Royal Society Interface, Майкл Вонг и Стюарт Бартлетт предполагают, что причина того, что нас не посетили инопланетяне с других планет, заключается в сверхлинейном масштабировании, которое приводит к сингулярности. Несколько лет назад физик Энрико Ферми спросил коллегу, почему инопланетяне из космоса не посетили Землю. Они отметили, что из-за огромных раз...
13.05.22 15:37
0
0
Китайский марсоход нашел доказательства более позднего исчезновения воды на Марсе

Китайский марсоход нашел доказательства более позднего исчезновения воды на Марсе

Группа исследователей Китайской академии наук нашла доказательства того, что вода на Марсе исчезла позже, чем предполагалось.

Предыдущие исследования показали, что части марсианской поверхности были покрыты водой примерно до 3 миллиардов лет назад. Время, когда вода на Марсе высохла, известно как амазонский период. В новой работе данные китайского марсохода Zhurong продемонстрировали исследователям доказательства того, что вода на Марсе могла сохраняться дольше, чем считалось ранее. Марсоход Zhurong уже около года путеш...
12.05.22 17:33
0
1
Спутник GOES-18 отправил первое изображение планеты

Спутник GOES-18 отправил первое изображение планеты

"Привет, мир!"

Твит НАСА приветствовал Интернет прекрасным изображением голубоватой, похожей на драгоценный камень Земли — первым изображением, полученным новейшим метеорологическим спутником, вращающимся вокруг планеты. GOES-18, сокращенно от «Geostationary Operational Environmental Satellite» (Геостационарный оперативный экологический спутник), стартовал в марте со станции космических сил на мысе Канаверал на...
12.05.22 17:17
0