Күн энергиясы өндірілетін тікелей ғарыштан. Бұл қандай қате?

жетпістен Астам жыл бұрын, 1941 жылы, Айзек Азимов жазған әңгіме, онда энергия солнца бабаларымыз арқылы қысқа толқынды сәулелер көрші планетаның кезінде көмек көрсету, ғарыш станциялары. Жылдар өтті, бүгін де ғалымдар тырысады айналдыруы бұл ғылыми фантастику білдірді, баталарын берді. Тұжырымдамасы " күн энергиясын пайдалану, алынатын ғарыштан немесе тікелей ғарышта әзірленеді 20 ғасырдың ортасынан бастап. Көптеген жобалар тұр сағат.

Күн энергиясы-бұл

күн энергиясын Пайдалана отырып ғарышта (SBSP), біз шешуге біздің проблемалар энергиясымен және парниктік газдардың қоршаған ортаға аз әсер ететін. Профессор Серджио Пеллегрино бірі Калтеха жақында " деп жаппай өндіру энергия жүйесінің SBSP және факт, бұл біздің күн жұмыс істейтін болады, тағы 10 миллиард мүмкіндік береді деп болжауға энергия көзі бізде иссякнет әлі ұзақ.

ең ауқымды зерттеулер үшін NASA барлық уақытта Satellite Power System Development Concept and Evaluation Program шара нақты SBSP және обошлось 50-ден астам миллион доллар, ол-шара 1976 жылдан 1980 жылға дейін. Басқа іргелі зерттеу қаржыландырылатын NASA үшін қайта бағалау және түсіну жүзеге асырылатындығы SBSP, деп аталды Space-Solar Power Exploratory Research and Technology. Зерттеу тұрды үлкен саны, қатты, ғылыми ізденістердің жалпы тұжырым жауап:

"кең ауқымды SSP — бұл өте күрделі интеграцияланған жүйесі жүйелерін талап ететін көптеген елеулі серпілісті заманауи технологиялар мен мүмкіндіктері. Әзірленген технологиялық карта, ол анықтайды және ықтимал жолдары қол жеткізу үшін барлық қажетті жарылу — дегенмен бірнеше ондаған жылдар бойы". — Джон С. Манкинс, 7 қыркүйек 2000 жылғы.

әрине, ештеңе жоқ. Ендеше тереңірек погрузимся " негіздері осы экспоненциальной технология және оның іске асырылуы.

Бұл күн энергиясы алынатын ғарыштан?

Күн энергиясы өндірілетін ғарышта, бұл тұжырымдама қармау күн энергиясын ғарыш кеңістігінде және тікелей Жерге немесе басқа да жақын планета.

басқаша айтқанда, біз орналастыруға қандай да бір тетігі ғарыш кеңістігіне үшін дерлік үздіксіз қамтуға Күн энергиясын беруге және осы энергиясын Жерге. Бұл болады, күндіз немесе түнде, жаңбыр немесе анық аспанда. Қалай ғана біз энергияны Жер ректенну (арнайы антенна энергия алу үшін), біз оңай бөлінсін, оның көмегімен біздің әдеттегі әдістері. Барлық өте қарапайым.

Бар массасы байланысты идеялар конфигурациясына және архитектурасына тетігін SBSP, біз пайдалана алар еді. Орналастыру орны жүйесі, сәулет спутниктерді жинау энергиясы және энергияның берілуі — бұл негізгі ірі тармақтары, назар аударатын түсіну арқылы, әр түрлі жүйелер SBSP. Ескере отырып, саны, ұсынылатын тұжырымдары, біз тек кейбір ең елеулі нұсқалар.

Қайда орналастыру жүйесін өндіру, күн энергиясы?

Геосинхронная, ол геостационарная, (ГСО) орбита, орта околоземная (АББҰ) және төмен околоземная орбита (ҚЖН) — міне нұсқаларын қарауға. Неғұрлым перспективалы болып табылады ГСО-оңайлатылған геометрия және теңестіру антенна қатысты ректенне, ауқымының және дерлік үздіксіз энергия беру. Негізгі проблема ГСО — көп радиациялық сәуле. Жалпы ғарыштық қауіптілік сияқты микрометеориты немесе күн жарқылын, сондай-ақ қауіп төндіреді.

жер Серіктік архитектура

Создать лунные фабрикасының көп тасымалдауды немесе осы әзірлеу астероиды жинау үшін немесе самосборки серіктес SBSP — кез келген жағдайда, құру автономды ғарыш фабрикаларының болады күрделі міндет. Кез келген құрылысы ғарышта талап етеді пайдалану, жергілікті және тегін материалдар (яғни, қарауылдың), бұл ретте жүктейді белгілі бір шектеу күрделілігі конструкцияларын, егер салыстырар болсақ, сол, ол құруға болады Жер бетінде.

Бір қызық орнату, біз салып жатырмыз Жер бетінде, бұл модульді солнечная батарея әзірлеу Калтеха және Northrop Grumann. Қараңызшы, оған бейне төмен.

Басқа да қызықты тұжырымдамасы жекеше компания Solaren. Ол болашақта жоспарлап отыр эксперимент құрылысымен күн электр станциясының SBSP қуаты 250 МВт геостационарлық орбитадағы. 2009 жылы Solaren келісім жасасты ірі энергетикалық компаниясы Калифорния PG&E қамтамасыз ету және оның ғарыш күн энергиясымен.

Тіпті NASA тұжырымдамасына еркін үлкен фазированной торлар (2012 жылы жасалған) тартты өзіне соңғы назар жылғы Джон С. Манкинса, жетекші сарапшылар SBSP.

Қалай жинауға энергияны күн ғарышта?

Екі негізгі тұжырымдамасын байланысты жинаумен энергиясын пайдалану фотогальванических элементтерін (күн батареяларын) немесе күн жылу. Болады көлемін азайтады солнечное тепло (яғни энергияны) пайдаланып, айналар шоғырландыру үшін жарық және қыздыру сұйықтық. Бу, өз кезегінде, болады айналдыру турбина және электр энергиясын. Бұл тұжырымдама ие белгілі бір салмақтық артықшылығы салыстырғанда күн панельдері, өйткені төмендетеді жалпы массасына арналған ватт. Алайда, көптеген тұжырымдамаларын пайдалану көзделіп отыр сверлегкие және тиімділігі жоғары фотоэлектрлік элементтер.

Қалай беруге энергияны күн ғарыштан?

Микротолқынды энергияның берілуі — типтіктаңдау конструкцияларда SBSP-жалпы тиімділігін, бірақ пайдалануға беру энергия лазерному лучу — тағы бір қызықты опция-төмендеуі салмағы мен құны. Дегенмен, ой мощном лазерном луче туындайды деген қауіп оны айналдыруға болады ғарыш қару (луч қайтыс болған). Алайда, хаттамалар қауіпсіздік алар оңай жою бұл қауіп. Конструкция жасауға болады барлық талаптарын ескере отырып қауіпсіз деңгейлері микротолқынды энергия. Емес, ешқандай қауіп-қатерлер тұрғындары үшін қалалар мен тірі жәндіктер жолында сәулесінің жерге. Қарапайым кері арасындағы байланыс антеннасы және ректенной мүмкіндік беретін еді вырубить беруді, егер ол отклонится курс.

Енді біз жақсы түсіндік, не SBSP, кел погрузимся оның ең үлкен шектеулер жасалады.

орнату Бағасы беру ғарыш энергиясы

көрінуі Мүмкін, бұл барлық жақсы және күн болады миллиардтаған жыл қамтамасыз етуге бізді тегін энергиямен. Алайда, әрдайым бар: подвох. Біз қазірдің өзінде атап өтті, бірқатар проблемалар қауіпсіздік, бірақ басты кедергі байланысты шығындармен жіберу үшін барлық қажетті материалдарды SBSP. Ағымдағы шығыстар сметасының жіберуді шамамен 1 кг пайдалы жүк ғарыш түрленеді 9000 дейін 43 000 АҚШ долларын байланысты пайдаланылатын зымыран және ғарыштық аппарат.

Егер біз көреміз ғана жіберуге күн панельдерін, төменгі шегі спектрін шығындарды іске қосу аса жеңіл жүйесінің SBSP қуаты 4 МВт құрайды 4000 метрлік тонна. Бірақ біріншіден SBSP болады диапазонында 80000 метрикалық тонна.

Төмен баға: 4000 метрлік тонна х 9000 долларға килограм м = 36 000 000 000 доллар

Жоғары баға: 80 000 метрикалық тонна х 43 000 ақш кг = 3 440 000 000 000 доллар

Дегенмен бұл цифрлар өте шамаман, біз әлі аламыз болжамды құны 36 миллиард долларға дейін 3,4 триллион доллар. Пайдалану фабрикасының Айда немесе астероиде кенеттен меніңше арзан.

зерттеу Нәтижелері NASA көрсеткендей, ғарыш энергиясы "болып табылады экономикалық өмір сүруге қабілетті", егер бастапқы шығындар құбылмалы шегінде 100-200 доллар килограмм. Дегенмен баға жұмсап төмендейді, соның арқасында многоразовым ракетам SpaceX, алда әлі ұзақ жол. Дегенмен, бұл үрдісі ұстануға болады, заң ускоряющейся қайтарым Рэя Курцвейла, бағасы ұшыруды жалғастыра төмендеуі с. миллиард пен миллион дейін бірнеше жүз доллар.

Артық айтатын болсақ, бұл мәселе емес, технология, ал оның құны.

Болашақ энергиясының

Қабілеті SBSP қамтамасыз ету, таза және сенімді электр энергиясы үшін планетаның тәулік бойы және демалыссыз арзан кез келген басқа да көзі — мүлде ойға қонымды. Бірақ талап етіледі онжылдықта инвестициялар, құрастыру, тестілеу және табысты енгізу, бұрын жүйесі бастайды өтеп өздерінің бастапқы шығындар.

дегенмен, маңызды компоненті жылжыту SBSP ретінде нақты энергия көзі болып табылады дұрыс саяси климат.

бізге күн энергиясы?

Егер назарға саясатын алып, SBSP (немесе ядролық синтез), келесі онжылдықта, біз жүзеге асыру мұндай ғылыми тұжырымдамалар:

• Ғарыштық жеделсатылар және ғарыш мұнарасы
• Орбиталық сақина — пайдалана отырып, ғарыштық жеделсатылар құру, сақина айналасында Жердің орнына ғарыш стансасына арзан жүріп-тұру, жүктер мен ғарышты игеру
• Сала Дайсона — алып қабықтың қамтитын тұтас жұлдыз және сіңіргіш бүкіл оның шығу энергиясы
• Матрешечные ми — слоеные сала Дайсона айналдыру үшін жұлдыздардың жаппай компьютерлер пайдалана отырып, энергия бөлінетін барлық жұлдыздар
• Әлемі-сақина — жасанды ғаламшар пайдаланатын тұтас жұлдыз

Нұсқаларын көп. Тек оларды ойлап табу және әзірлеу. Ұсыныңыз өз? Бастаңыз біздің