Solenergi produceras direkt från rymden. Är det ens möjligt?

För Mer än sjuttio år sedan, 1941, Isaac Asimov skrev en berättelse i vilken solens energi gått genom mikrovågsugn strålar till en närliggande planet med rymdstationen. Åren gick, och idag försöker forskare att vända denna science fiction till verklighet på Marken. Konceptet med att använda solenergi som erhållits från rymden, eller direkt ut i rymden ska tas fram från mitten av 20-talet. En hel del projekt som väntar i kulisserna.

Solenergi är en

Med Hjälp av solenergi i rymden (SBSP), vi skulle kunna lösa våra problem med energi och minska utsläppen av växthusgaser med minimal påverkan på miljön. Professor Sergio Pellegrino av Caltech, sade nyligen att den massiva produktion av energi i systemet SBSP och det faktum att solen kommer att köra ytterligare 10 miljarder år, tillåta oss att anta att den energikälla som vi aldrig kommer att köras ut under en lång tid.

En av de mest omfattande forsknings-NASA hela tiden, Satellit-Power System Begreppet Utveckling och Utvärdering av Programmet, med fokus på SBSP och kosta mer än $ 50 miljoner, det var som genomfördes från 1976 till 1980. En annan grundläggande studien, som finansieras av NASA för att omvärderar och förstå möjligheten av SBSP, som kallas Utrymme Solenergi Förberedande Forskning och Teknik. I studien ingår en stor mängd av solid vetenskaplig forskning, men den övergripande slutsatsen var att:

"i stor skala SSP är ett mycket komplext integrerat system av system som kräver många betydande förbättringar inom nuvarande teknik och kapacitet. Den utvecklade processen karta, där man identifierar möjliga vägar för att uppnå allt som behövs för genombrott — även inom några årtionden." — John S. Mankins, 7 September 2000.

Det är Tydligt att inget är klart. Låt oss ta en djupare dyk in grunderna i denna exponentiella teknik och dess genomförbarhet.

Vad är solenergi som erhållits från rymden?

Solenergi produceras i rymden är begreppet fånga solenergi i rymden och överföra det direkt till Jorden eller andra närliggande planeter.

Helt enkelt, vi skulle kunna sätta någon mekanism i yttre rymden för att nästan kontinuerligt för att fånga Solens energi och sända energi till Jorden. Detta kan inträffa både dag och natt, i regn eller under en klar himmel. Så fort vi får den energi på Jorden för att rectenna (speciell antenn för att få energi), vi kan enkelt distribuera den via vår vanliga metoder. Det är mycket enkelt.

Det finns många idéer i samband med konfigurering och optimering av SBSP mekanism som vi kunde använda. Placering av systemets uppbyggnad av satelliter för att samla energi och överföring av energi är de främsta viktiga saker som du bör uppmärksamma när man vill förstå de olika SBSP system. Med tanke på antalet föreslagna begrepp, anser vi bara några av de mest anmärkningsvärda val.

Om du vill placera en produktion av solenergi?

Geostationära, det är också geostationära, (GEO) bana, medium-jorden (GCE) och low earth orbit (Leo) — här finns alternativ för behandling. De mest lovande är GSO på grund av att de förenklad geometri och placering av antennen i förhållande till rectenna, skalbarhet, och en nästan kontinuerlig överföring av energi. Det största problemet för GEO — stor mängd strålning. Shared space faror, som micrometeorites eller solstormar också utgöra ett hot.

Satellit-architecture

Skapa en lunar fabrik med massor av trafik eller utveckla asteroider för Montering eller fristående Montering av SBSP satelliter — i alla fall skapandet av Självständiga utrymme fabriker kommer att bli utmanande. All byggnation i rymden kommer att kräva användning av lokala och gratis material (till exempel lunar), detta ställer vissa begränsningar på komplexiteten i de strukturer, jämfört med dem som kan byggas på Jorden.

En intressant anläggning som vi nu bygger på Jorden, är en modulär solar batteri utveckling Caltech och Northrop Grumann. Titta på henne i videon nedan.

En Annan intressant koncept från ett privat företag, Solaren. I framtiden planerar hon att experimentera med byggandet av solenergi SBSP 250 MW i geostationär bana. I 2009, Solaren har tecknat ett avtal med stora energibolag i Kalifornien PG&E för att ge utrymme för solenergi.

Även NASA med konceptet av en godtyckligt stor phased array (för år 2012) har lockat den senaste tidens uppmärksamhet från John S. Mancini, en av de ledande experterna i världen SBSP.

Hur man samlar in solens energi i rymden?

Två grundläggande begrepp relaterade till insamling av energi med hjälp av solceller (solpaneler) eller solvärme. Du kan fånga solens värme (och därmed energi), genom att använda speglar för att koncentrera ljus och värme och vätska. Ångan, i sin tur, kommer att rotera turbin och producera el. Detta begrepp har en viss vikt fördel jämfört med solpaneler, eftersom det minskar den totala vikten per watt. Men de flesta av de begrepp som du tänker använda för Sverige och högeffektiva solceller element.

Hur överföring av solens energi från rymden?

Mikrovågsugn överföring av energi — en typiskval SBSP mönster för den totala effektiviteten, men användningen av energi överföring av laser beam är ett annat intressant alternativ på grund av minskad vikt och kostnad. Men vid tanken på en stark laserstråle, det finns oro för att det kan omvandlas till ett utrymme vapen (death ray). Men, och protokollen för säkerhet skulle lätt kunna eliminera detta hot. Design kan anpassas till alla krav på säkra nivåer av mikrovågor energi. Det kommer att vara något hot för invånarna i städer och levande varelser i vägen för strålning till jorden. Enkel återkoppling mellan antenn och rectenna skulle skära ner överföring om det avviker från kursen.

Nu att vi bättre förstår vad som är SBSP, låt oss dyka i sin största begränsningar.

installation Kostnaden för att överföra den kosmiska energin

Det Kan verka som att allt är bra och solen är miljarder år gammal och förse oss med fri energi. Men det finns alltid en hake. Vi har redan noterat ett antal säkerhetsfrågor, men det största hindret är den frakt kostnaderna för alla material som behövs för SBSP. Aktuella uppskattningar av kostnaden för att skicka cirka 1 kg nyttolast till utrymme som sträcker sig från 9 000 till 43 000 US-dollar, beroende på raketer och rymdfarkoster.

Om vi ser bara till att skicka solpaneler, den nedre gränsen för de olika kostnaderna för att starta ultralätta SBSP system med en kapacitet på 4 MW är 4000 ton. Men mest troligt, SBSP kommer att vara i intervallet 80 000 ton.

Låga betyg: 4000 ton x $ 9,000 per kilogram = 36 000 000 000 kronor

Höga betyg: 80 000 ton x $ 43,000 per kg = 3 440 000, 000, 000 dollar.

Även om dessa siffror är mycket ungefärliga, vi får fortfarande det ungefärliga värdet från $ 36 miljarder till 3,4 biljoner dollar. Användning av en fabrik på månen eller en asteroid plötsligt verkar billiga.

Resultatet av studier av NASA visar att utrymme solenergi är "ekonomiskt lönsamt" om start-up kostnader kommer att variera i intervallet us $ 100-200 per kilo. Även om priserna fortsätter att falla, också tack vare den återanvändbara raketer SpaceX är fortfarande en lång väg att gå. Detta är dock trenden är att följa lagen av den accelererande returnerar ray Kurzweil, och priset av lanseringar kommer att fortsätta att minska med miljarder och miljoner till ett par hundra dollar.

Det är Onödigt att säga, problemet är inte tekniken och dess värde.

Framtiden för solenergi

Möjligheten av SBSP att ge ren och tillförlitlig energi för planeten dygnet runt och sju dagar i veckan är billigare än någon annan källa — är helt riktigt. Men det kommer att ta årtionden av investeringar, Montering, testning, och det framgångsrika genomförandet innan systemet kommer att börja få tillbaka sina initiala kostnader.

Men en avgörande komponent för att främja SBSP som en faktisk källa till energi är den rätta politiska klimat.

Varför behöver vi solenergi?

Om du inte tar hänsyn till den politiska, efter att ha fått SBSP (eller nukleär fusion) i nästa decennium, som vi kunde genomföra sådana vetenskapliga begrepp:

• Plats hissar och utrymme tower
• Orbital ring — med utrymme hissar, för att skapa en ring runt Jorden i stället för en rymdstation för billiga förflyttning av material och utforskning av rymden.
• Dyson Sfären — en jätte skal, som täcker hela stjärniga och absorbera all sin energi utgång
• kapslade docka hjärnor puff Dyson området för omvandling av stjärnorna i stora datorer som använder den energi som frigörs av alla stjärnor
• Världar-ringar — en konstgjord planet med hjälp av en stjärna

En massa Alternativ. Det återstår bara att uppfinna och utveckla. Föreslå? Börja i vår