Solenergi er produceret direkte fra rummet. Er dette overhovedet muligt?

Mere end halvfjerds år siden, i 1941, Isaac Asimov skrev en historie, som er solens energi, der passerede gennem mikrobølgeovn stråler til et nærliggende planet med plads station. Årene gik, og i dag er forskere forsøger at vende denne science fiction til virkelighed på Jorden. Begrebet ved hjælp af sol-energi, der er opnået fra rummet, eller direkte i rummet, og der skal udvikles fra midten af det 20. århundrede. En masse projekter, der venter i kulissen.

Solenergi er en

Ved Hjælp af solenergi i rummet (SBSP), kunne vi ikke løse vores problemer med energi og udledningen af drivhusgasser med minimal indvirkning på miljøet. Professor Sergio Pellegrino af Caltech, sagde for nylig, at den massive produktion af energi i systemet SBSP og det faktum, at vores søn vil køre en anden 10 milliarder år, tillade os at antage, at den energikilde, vi vil aldrig løbe tør for lang tid.

En af de mest omfattende forskning NASA hele tiden, Satellit-Power System med konceptudvikling og Evaluering Program, der fokuserer på SBSP og koste mere end $ 50 millioner, der blev gennemført fra 1976 til 1980. En anden grundlæggende undersøgelse, finansieret af NASA til at revaluate og forstå muligheden for at SBSP, kaldet Space Solar Power Sonderende Forskning og Teknologi. Undersøgelsen omfattede en enorm mængde af solid videnskabelig forskning, men den overordnede konklusion var:

"stor-skala SSP er et meget komplekst, sammenhængende system af systemer, der kræver mange betydelige fremskridt i de nuværende teknologier og kapaciteter. Den udviklede proces, der identificerer potentielle veje til at nå alle de nødvendige gennembrud — selv inden for et par årtier." — John S. Mankins, 7 September 2000.

Det er Klart, at intet er klart. Lad os tage et dybere dyk ned i det grundlæggende i denne eksponentielle teknologi og dens muligheder.

Hvad der er solenergi, opnået fra rummet?

Solenergi produceret i rummet er begrebet opfange solenergi i rummet og overføre det direkte til Jorden eller andre nærliggende planeter.

Du skal blot sætte, kunne vi sætte nogle mekanismer i det ydre rum til næsten kontinuerligt på at fange Solens energi og overføre denne energi til Jorden. Dette kan ske, dag eller nat, i regn eller under en skyfri himmel. Så snart vi modtager den energi på Jorden for at rectenna (speciel antenne til at få energi), kan vi nemt distribuere det med de almindelige metoder. Det er meget simpelt.

Der er mange ideer i forbindelse med konfiguration og optimering af SBSP mekanisme, som vi kunne bruge. Placeringen af systemets arkitektur af satellitter, der indsamler energi og overførsel af energi er større emner, som du bør være opmærksom på, når forståelsen af de forskellige SBSP systemer. I betragtning af antallet af foreslåede begreber, vi mener, er kun nogle af de mest bemærkelsesværdige muligheder.

, Hvor at placere en produktion system af solenergi?

Geosynchronous, det er også geostationære, (GEO) bane, medium-jorden (GCE) og low earth orbit (Leo) — her er muligheder for behandling. De mest lovende er den GSO på grund af den forenklede geometri og justering af antennen i forhold til rectenna, skalerbarhed og nær-kontinuerlige transmission af energi. Det største problem for GEO — stor mængde af stråling. Shared space farer, såsom micrometeorites eller soludbrud udgør også en trussel.

Satellit-arkitektur

Opret en måne fabrik med masser af trafik eller udvikle asteroider for Montering og / eller selv-Samling af SBSP satellitter — i nogen tilfælde, skabelsen af Autonome rum fabrikker vil være udfordrende. Enhver konstruktion på plads, vil kræve brug af lokale og gratis materialer (dvs månens), dette medfører visse restriktioner på kompleksiteten af de strukturer, sammenlignet med dem, der kan bygges på Jorden.

En interessant plante, vi er nu ved at opbygge på Jorden, er en modulopbygget sol batteri udvikling Caltech og Northrop Grumann. Kig på hende i videoen nedenfor.

En Anden interessant koncept fra en privat virksomhed, Solaren. I fremtiden har hun planer om at eksperimentere med opførelsen af solenergi SBSP 250 MW i geostationært kredsløb. I 2009, Solaren har underskrevet en aftale med større energi selskab i Californien PG&E for at give plads solenergi.

Selv NASA med begrebet et vilkårligt stort phased array (designet i 2012), som har tiltrukket de seneste opmærksomhed fra John S. Mancini, en af de førende eksperter i verden SBSP.

Hvordan til at samle solens energi i rummet?

To grundlæggende begreber i relation til indsamling af energi ved hjælp af solceller (solpaneler) eller solvarme. Du kan fange solens varme (og dermed energi), ved hjælp af spejle til at koncentrere lys og varme væske. Dampen, igen, vil rotere turbine og producere elektricitet. Dette begreb har en bestemt vægt fordel i forhold til solpaneler, fordi det reducerer den samlede vægt per watt. Men de fleste af de begreber, du vil bruge, Sverige og højeffektiv solcelle-elementer.

Hvordan til at overføre solens energi fra rummet?

Mikrobølgeovn transmission af energi — en typiskvalg SBSP designs for den samlede effektivitet, men brugen af energi overførsel af laserstrålen er en anden interessant mulighed på grund af den reducerede vægt og pris. Men ved tanken om en kraftig laserstråle, der er bekymring for, at den kan blive forvandlet til en plads våben (død ray). Men, sikkerhed protokoller kan nemt fjerne denne trussel. Design kan skræddersys til alle krav til sikker niveauer af mikrobølge-energi. Der vil ikke være nogen trussel mod beboere i byer og levende væsener i vejen for stråler til jorden. Simpel feedback mellem antennen og rectenna ville skære ned for transmissionen, hvis det afviger fra kurset.

Nu, at vi bedre forstå, hvad der er SBSP, lad os dykke i sin største begrænsninger.

installation af Omkostningerne ved at overføre den kosmiske energi

Det Kan synes, at alt er fint, og solen er milliarder af år gammel give os fri energi. Men, der er altid en fange. Vi har allerede nævnt en række sikkerhedsmæssige problemer, men den største hindring er, hvad det koster at sende alle nødvendige materialer til SBSP. Aktuelle skøn over omkostningerne ved at sende ca 1 kg nyttelast ud i rummet, lige fra 9.000 til 43.000 dollars, afhængigt af den raket og rumskib.

Hvis vi ser kun at sende solpaneler, den nedre grænse af den vifte af omkostningerne til at starte ultralet SBSP system med en kapacitet på 4 MW 4000 tons. Men mest sandsynligt, at SBSP vil være i den vifte af 80.000 tons.

Lav score: 4000 ton x $ 9.000 pr kg = 36 000 000 000 dollar

Høj score: 80 000 tons x $ 43,000 per kilogram = 3 440 000, 000, 000 dollars

Selv om disse tal er meget omtrentlige, vi har stadig få den omtrentlige værdi fra $ 36 milliarder til 3.4 billioner dollars. Brug af en fabrik på månen eller en asteroide, der pludselig synes billigt.

Resultaterne af undersøgelser fra NASA viser, at space solar power er "økonomisk bæredygtig" hvis start-up omkostninger, der vil svinge i intervallet dkk 100-200 per kilogram. Selv om priserne fortsætter med at falde, også tak for de genanvendelige raketter SpaceX er stadig en lang vej at gå. Men denne tendens er til at følge loven accelererende returnerer ray Kurzweil, og prisen på lancerer vil fortsætte med at falde med milliarder og atter millioner til et par hundrede dollars.

Det er Overflødigt at sige, problemet er ikke teknologien og dens værdi.

Fremtiden for solenergi

Evnen til SBSP at levere ren og stabil energi til planeten døgnet rundt, syv dage om ugen, der er billigere end nogen anden kilde — er helt reel. Men det vil tage årtier af investeringer, Samling, prøvning, og den vellykkede gennemførelse, før systemet vil begynde at få dækket deres oprindelige omkostninger.

Og alligevel er der en afgørende del af at fremme SBSP som en reel kilde til energi er den rette politiske klima.

Hvorfor har vi brug for solenergi?

Hvis du ikke tager højde for den politik, efter at have modtaget SBSP (eller nuklear fusion) i det næste årti, vi kunne gennemføre sådanne videnskabelige begreber:

den

• Plads elevatorer og plads tårn
• Orbital ring — brug den plads, elevatorer, for at skabe en ring rundt om Jorden i stedet for en rumstation for billige flytning af materialer og udforskning af rummet
• Dyson Sphere — en kæmpe shell, der dækker hele star og absorbere al sin energi output
• indlejrede dukke hjerner pust Dyson sphere for omdannelse af stjerner i massiv computere, der bruger den energi, der frigives af alle stjerner
• Verdener-ringe — en kunstig planet ved hjælp af en stjerne

En masse Muligheder. Det er fortsat kun at opfinde og udvikle. Foreslå? Start i vores