Наука и технологии России

Вход Регистрация

Электростанция на орбите Земли

Существующие проекты солнечных космических электростанций предполагают использование высокоэффективных космических батарей. Такие батареи есть, но проект реализовать трудно по нескольким причинам.

Специалисты проявляют все больший интерес к использованию солнечной энергии, в том числе, к созданию солнечных космических электростанций. Сотрудники ФГУП НПО им. Лавочкина предлагают новый принцип построения такой электростанции.

Существующие проекты солнечных космических электростанций предполагают использование высокоэффективных космических батарей. Такие батареи есть, но проект реализовать трудно по нескольким причинам. Орбитальная конструкция для сбора солнечной энергии должна быть очень большой: к примеру, для получения 10 ГВт электроэнергии с 10% эффективностью фотопреобразователей потребуется около 10 км2. Затем собранную энергию надо будет передать на Землю в виде хорошо сфокусированного СВЧ-пучка. Для этого понадобится космическая передающая антенна размерами более 1 км, а приемную антенну (ретенну) придется делать размером 15 км. Такое оборудование невозможно изготовить, равно как и обеспечить его надежную работу. К тому же возможности ракетно-космической техники не позволяют собрать на орбите такую сложную и большую конструкцию.

Специалисты ФГУП НПО им. Лавочкина предлагают отказаться от построения километровых сооружений и разместить солнечные батареи и излучающие антенны на системе автономных спутников, управляемых по пилотному сигналу с Земли. Для антенны ученые предлагают использовать коротковолновой СВЧ диапазон вплоть до миллиметровых радиоволн. Это даст возможность формировать в космосе узкие пучки при минимальных размерах генераторов и усилителей. Небольшие генераторы позволят и принимающие антенны сделать на порядок меньше. Кстати, ученые планируют размещать их на привязных аэростатах на высоте 4000 км. При таком расположении молекулярный кислород не будет поглощать миллиметровые волны. Кроме того, привязной высотный аэростат можно установить в любом районе.

Излучения с отдельных спутниковых антенн должны сходиться в месте расположения ретенны. Каждый автономный спутник будет представлять собой элемент большого антенного поля, сформированного из флотилии таких космических аппаратов.

Чтобы этот проект можно было реализовать, необходимо создать достаточно большую фотоизлучающую панель, которая преобразует солнечное излучение непосредственно в СВЧ энергию. Современные возможности ракетно-космической техники позволяют в ближайшее время создать космические аппараты с панелями площадью до 500 м2. Эффективность фотопреобразователей сейчас достигает 60%. Возможно, к началу опытно-конструкторских работ по солнечным космическим электростанциям промышленное производство таких преобразователей уже наладят.

А работы предстоят немалые. Нужно будет создать такую полупроводниковую структуру, которая не только преобразует солнечную энергию, но и одновременно излучает ее в СВЧ диапазоне. А также надо разработать систему управления автоматическими космическими аппаратами, которая позволит создать из отдельных спутников единое антенное поле. Чтобы Россия смогла решить проблемы будущего энергетического кризиса и не отставать от развитых стран, эти исследования, по мнению ученых, надо начинать уже сейчас.

STRF.ru

РЕЙТИНГ

4.14
голосов: 7

Обсуждение