Как будут работать космические солнечные электростанции? Солнечная энергия из космоса: энергетика будущего? Солнечная энергетика МКС

Когда мы говорим о космосе очень легко увлечься и уйти слишком далеко в область фантастики. Однако если сегодня на космическую энергетику выделяется катастрофически мало средств, то эффект от некоторых инноваций можно получить в уже ближайшем будущем.

Многие люди могут не догадываться, но исследования чистой энергии космоса всё-таки ведутся, хоть и не в таких объемах, которых они безусловно достойны. После нескольких десятилетий, многомиллиардных вливаний и пары-тройки технологических прорывов мы получим доступ к практически неограниченным запасам энергии нашего Солнца и, возможно, Вселенной.

Вам покажется это надуманным, но даже обычные фантазии на эту тему могут быть весьма занимательными. Представляем вам семь фактов о космической энергетике.

Факт первый.

В НАСА не устают повторять важность поучения солнечной энергии непосредственно из космоса вот уже несколько десятилетий. Если быть точными, то с 1970 года, через 10 лет после посадки Аполлона 11 на Луне в НАСА заявили о планах по строительству огромной солнечной электростанции на спутнике Земли. Лунная станция должна была обеспечить Землю достаточным количеством энергии после истощения ископаемых ресурсов. Эта задумка таки осталась не реализованной, но эксперты уверены, что план был разработан со всей тщательностью и после некоторой доработки может быть воплощен в жизнь.

Факт второй.

Эффективность солнечной батареи резко падает при увеличении количества тепла, проходящего через фотоэлементы. В космосе, с его низкими температурами, оказывается тоже есть проблема перегрева. Однако ученые Стэнфорда реализовали новую технологию изготовления батарей. Они разместили на поверхности фотоэлементов тонкую пленку диоксида кремния, которая отражает инфракрасное излучение пропуская остальной спектр солнечного света. Согласно заявлению разработчиков, такая технология позволила охладить батарею до 23 градусов по Цельсию и значительно увеличить эффективность фотоэлементов.

Факт третий.

Исследователи продолжают работы над солнечными элементами для использования их в межпланетных перелетах будущего. В университете Арканзаса ученые работают над созданием следующего поколения фотоэлектрических технологий для космоса. Соответствующий проект НАСА был недавно принят в качестве научной программы университета. Там сообщили, что новые технологии должны повысить производительность солнечных батарей, помогая НАСА достичь прорыва в 15-летних исследованиях и вывести эффективность фотоэлементов на 45 процентов от поглощаемой энергии. Кроме того, университетские разработки призваны снизить затраты на производство и сделать солнечные батареи более устойчивыми к излучению.

Факт четвертый.

Департамент энергетики США активно развивает отдельный интернет проект, посвященный идее получения солнечной энергии из космоса. Основной концепцией данного сайта является размещение солнечных батарей в космосе, что позволит им не зависеть от смены дня и ночи, а также от погодных условий и облачности на Земле.

Факт пятый.

Ученые выработали общие принципы функционирования космической солнечной энергостанции и сформулировали рабочие гипотезы передачи полученной электроэнергии на Землю. В прошлом году научно-исследовательская лаборатория ВМС США объявила, что д-р Пол Яффе, астронавт инженер, построил модель захвата и передачи солнечной энергии. Идея заключается в том, что размещенный на орбите спутник может передавать гораздо более дешевую электроэнергию на Землю. Джаффе пояснил как работает солнечный «сэндвич модуль»: Солнечная энергия преобразовывается в электрическую на орбите. Затем полученная электроэнергия конвертируется в радиочастотный импульс и отправляется на приемник на Земле. Тот в свою очередь переводит радиоимпульс в электричество и отдает солнечную энергию в сеть.

Факт шестой.

Китай намеревается построить рабочую солнечную электростанцию в открытом космосе. Ранее в этом году, китайские ученые объявили, что они начали строительство такой станции на высокой орбите Земли и планируют завершить тестирование всех систем до 2030 года. Промышленную эксплуатацию солнечной электростанции китайские коммунисты планируют начать в 2050 году. Они заявили, что располагают технологией передачи энергии из космоса на поверхность Земли.

Факт седьмой.

Япония успешно испытала систему, которая могла передавать солнечную энергию из космоса на Землю. Mitsubishi Heavy Industries протестировали систему трансляции солнечной энергии космических систем и показали отправку 10 киловатт при помощи микроволн на приемник, расположенный в горах. Хотя компания решила не объявлять, какой процент отправленной энергии был получен и переведен в электричество факт трансляции энергии из космоса был зафиксирован.

Двадцать лет спустя

Технические преимущества

Россия обладает еще одним технологическим преимуществом

Ждем ваших комментариев.

Еще в начале 90-х годов в России разрабатывалась концепция освоения солнечного космического пространства. Она предусматривала, что в 2020-2030 гг. на околоземной орбите будет построено 10-30 солнечных станций, с суммарной мощностью на приеме до 2,5 ГВт. К 2050-2100 гг. количество станций планировалось довести до 800, с суммарной мощностью, как у тысячи ДнепроГЭСов (960 ГВт). Но глобальный экономический кризис разрушил все эти планы.

Двадцать лет спустя

За двадцать лет состояние в солнечной энергетике кардинально изменилась. Солнечные батареи значительно подешевели, при этом возросли их эффективность и КПД. На фоне этого вновь появился интерес к космическим солнечным станциям. По словам экспертов, именно сейчас формируется рынок космического электричества. На то есть несколько причин:

экологическая чистота (никаких вредных выбросов),

низкая стоимость электроэнергии (правда, при огромных первоначальных затратах),

независимость от иссякаемых природных ресурсов.

И Россия имеет уникальный шанс стать лидером в этой области.

Технические преимущества

В 1993 году всю Европу удивил огромный (величиной с Луну) «солнечный зайчик», который быстро двигался через весь континент. Это была блестящая реализация уникального проекта «Знамя». В космос доставили капсулу, в которой было упаковано «полотно» солнечного отражателя. На орбите отражатель развернулся во всю свою гигантскую ширину, при этом площадка в 300 м2 была толщиной в 2 мм и весила всего 4 кг.

Больше никому в мире не удалось это повторить. Сегодня только Россия владеет этой технологией и патентом на нее.

Другие «космические» разработчики, японцы и американцы, предпочитают работать «по-земному» — собирать жесткие конструкции в сотни и тысячи квадратных метров.

Россия обладает еще одним технологическим преимуществом

Энергию из космоса можно передавать двумя способами: радиоволнами сверхвысокочастотного излучения (СВЧ) и лазером. Диаметр СВЧ луча у поверхности земли 20 км, а лазера — 40 м. Получается, что использование лазера намного более эффективно.

Сегодня именно наша страна является мировым лидером по производству лазеров, выпуская 70% от общего объема.

Обладание передовой лазерной техникой и уникальной технологией развертывания бескаркасных солнечных батарей, дает России возможность не только стать первыми в освоении солнечной космической энергии и в передаче на землю, но сделать это с наименьшими материальными затратами.

Спасибо, что дочитали до конца.

Ждем ваших комментариев.

Существование универсальной космической , которую использует человек, реализующую его сверхчувственные феномены, представляли себе различные народы ещё много веков назад. Индийская философия показывает одно из самых интересных её представлений, то есть существование праны, то есть космическую , существующую в пяти разных видах и поддерживающую различные жизненные процессы, такие как «ветер тела».

Священные книги буддистов и индусов описывают точно такую же космическую праэнергию, которую обозначает мистический слог «Ом» либо же «Аум», которые вызывают колебания в мозге. Такие колебания способны приводить всевозможные нервные центры человека () в определённое состояние. Именно оно и позволяет принять жизненную (космическую).

Невидимая жизненная сила, поддерживающая общее божественное начало, описывается Библией как «Святой дух».Японское и китайское учения обозначают жизненную как реку с истоком в точке выше пупа, рассредоточенной из лёгких по всему телу через множество нервных каналов – так называемых «меридианов». Всю материю можно рассматривать как проявление данной на материальном уровне.Термин «эфир» был использован Аристотелем , греческим философом и учёным, для обозначения пятой стихии.

«Стихия» включала изначально все объекты, которые находятся за пределами земной атмосферы. Из эфира, в понимании Аристотеля , происходил и человеческий , который описывался им в виде чистой нематериальной .В средневековье эфир объяснялся физиками, как субстанция, которая наполняет пространство. Ими предполагалось, что движения волн в данном эфире вызывают свет, доходящий до земли через определённый вакуум. Потому его часто и называли «светоносным эфиром».

Исааком Ньютоном под эфиром понималась не только среда, которая наполняет всемирное пространство, он доказывал то, что и вся материя, и отдельные атомы пронизываются тем самым эфиром.Приблизительно 150 лет назад Карл-Людвиг Фрайхерр фон Райхенбах, немецкий естествоиспытатель и химик, ставший известным благодаря изобретению керосина, парафина и т. п., начал проводить некоторые эксперименты. Они касались так называемой «жизненной энергии» или «Одкрафта». Вот эта сила «Од» и проявляется мистическим свечением, исходящим из периферии тел – человеческих и любых других – органических и неорганических, и воспринимается сенситивными людьми (склонными к излишней восприимчивости) без помощи техники.Многие учёные критиковали Райхенбаха всю его жизнь, несмотря на то, что множество раз повторяли его эксперименты, которые приносили неопровержимые доказательства.

Будучи твёрдо уверенным в физической природе своего открытия, Райхенбах сам с трудом принимал мысль об объективности подталкивания к признанию сенситивности его исследованиями. Он различал более сенситивных и менее сенситивных людей.Приблизительно в этот же период Джеймс Максвелл, английский физик, выдвинул гипотезу о существовании эфира в виде более тонкой структуры материальной субстанции, чем у видимых тел, существующей в любой из частей космоса, которые кажутся человеку пустыми. В начале ХХ века исследование эфира прекратилось, так как выдвинутое Эйнштейном утверждение, что он не существует, было принято основной массой учёных.

Лишь в 1951 году английским физиком и лауреатом Нобелевской премии Полем Дираком был снова поднят данный вопрос, и в результате было доказано «математическим путём», что космический эфир на самом деле существует.После этого позиция Эйнштейна о существовании эфира была пересмотрена им самим, что, в принципе, пересматривалось им на протяжении всей его жизни.С тех самых пор и появилось утверждение учёных о существовании пространственного флюида, или космического эфира, заключённого на их собственных экспериментах.Примеров из мифологии и текстов из физической науки более позднего периода более чем достаточно. Но, если остановиться на праэнергии космоса, существующей и позволяющей осуществляться процессам жизнедеятельности, можно прийти к определённым выводам.Во-первых, существование жизненной рассматривают как данность ещё со времён средних веков в различных мировых культурах.Во-вторых, наличие праэнергии в космосе и образование ею всей материи рассматривается известными учёными как необходимость.Таким образом, возникает вопрос, не об одном ли и том же физическом феномене идёт речь – стоит сравнить слова наших предков о «жизненной энергии», и слова известных учёных об эфире как космической праэнергии.

Австрийским врачом Райхом были проведены исследования вегетативных (то есть бессознательных, не подверженных влиянию воли) течений в организме человека. Им предполагалось существование космической , которую способен впитывать человеческий организм, а также накапливать и выделять. Эту он назвал Оргон-энергией, а процесс выделения, накапливания и приёма её отобразил в такой формуле: «напряжение - зарядка - разгрузка – расслабление».Один из самых близких сотрудников данного врача описал роль этой биологической пульсации в общем поле живого организма.

Он считал, что энергетическое хозяйство организма регулируется пульсацией примерно так же, как и подача крови во все органы осуществляется благодаря ударам сердца. Автономная или вегетативная система, влияющая на пищеварение, сексуальность, эмоции, дыхание и обращение крови, по его мнению, управляет состоянием изменения , то есть её метаболизмом.

К примеру, дыхание контролирует воля в определённой степени, и централизованная нервная система в основном. Таким образом, дыхательная система позволяет человеку проникать в свободную биологическую пульсацию организма. Свободный метаболизм какого-либо организма является основой его . То есть и узнать его можно по биологической беспрепятственной пульсации.Изначально Оргон была локализована Райхом всего лишь в виде исходящего излучения от живого организма, но позже им было обнаружено проявление Оргона повсеместно, как и у открытого учёными немного раньше «светоносного эфира». Таким образом, свободный обмен происходит регулярно.

То есть, Оргон может создавать целые системы, такие как солнца, планеты и даже галактики. Таким образом, эфир, описанный различными учёными, Оргон, описанный Райхом, космическая , описанная древними народами и различными направлениями – всё это имеет общую взаимосвязь, и, несмотря на незначительные отличия, между этими понятиями всё же проводятся чёткие, ярко выраженные параллели.

Поделись статьей с друзьями!

Космическая энергия

https://сайт/wp-content/uploads/2016/05/0_25efb_ef4f3ff_XL-150x150.jpg

Существование универсальной космической энергии, которую использует человек, реализующую его сверхчувственные феномены, представляли себе различные народы ещё много веков назад. Индийская философия показывает одно из самых интересных её представлений, то есть существование праны, то есть космическую энергию, существующую в пяти разных видах и поддерживающую различные жизненные процессы, такие как «ветер тела». Священные книги буддистов и индусов...

Писатели-фантасты подчас изобретают проекты, которые на много лет опережают развитие техники. Жюль Верн уже в своей первой повести описал воздушный шар, подъем которого можно менять с помощью нагрева газа - сейчас такие аэростаты летают по всему миру. Любимый в России британский фантаст Артур Кларк в 1945 году предложил запускать на геостационарные орбиты спутники связи, а девятью годами позже указал на возможность использования космических аппаратов для предсказания погоды. Обе идеи давно воплощены на практике с великой пользой для человечества.

Классик американской научной фантастики Айзек Азимов тоже побаловал читателей множеством блестящих технических прогнозов. Один из них содержится в коротком рассказе Reason, который в 1941 году появился в апрельском выпуске журнала Astounding Science Fiction (на русском языке он впервые был опубликован в культовом сборнике «Я, робот» под заголовком «Логика»).

Действие происходит на одной из космических станций, снабжающих энергией нашу планету. Ее шарообразный корпус окружен панелями с фотоэлементами, которые преобразуют солнечные лучи в электрический ток, питающий исполинский генератор микроволнового излучения. Оно тонким лучом посылается на приемную станцию на Земле и там вновь переводится в электричество. Просто, элегантно и, главное, - абсолютно осуществимо с точки зрения физики. Правда, поклонники Азимова вспомнят, что ответственный за работу излучателя робот Кьюти устроил мятеж, но в конечном счете рассказ завершается хэппи-эндом.

Весьма возможно, что всего через семь лет азимовская идея станет реальностью - правда, пока без роботов. Ее намерена осуществить калифорнийская фирма Solaren Corporation, созданная группой инженеров аэрокосмической промышленности. Эта компания уже убедила крупнейшую энергетическую корпорацию штата Pacific Gas & Electric доставлять производимое ею электричество жителям округа Фресно. PG&E пока обещала закупать 200 тыс. киловатт космической электроэнергии, и это только начало. Руководители Solaren полагают, что со временем ее спутники смогут генерировать от миллиона 200 тысяч до 4, 800 млн киловатт - это вполне соответствует возможностям одной-трех современных атомных электростанций. Что и говорить, не слабо.

Как же будет выполняться это чудо-проект? Solaren ведет речь о нескольких спутниках, запущенных на пролегающие на экватором круговые геостационарные орбиты высотой около 36 тыс. км. Спутники развернут зеркала многокилометровых размеров, изготовленные из тонкой блестящей пленки. Эти рефлекторы будут собирать солнечные лучи и направлять их на батареи фотоэлементов - в точности, как в рассказе Азимова. Затем солнечная энергия будет преобразована в и направлена на антенны наземной приемной станцию - опять-таки в полном соответствии с сюжетом фантаста.

Разница лишь в том, что Solaren будет передавать на Землю энергию не с помощью опасных для человека волн микроволнового диапазона, а посредством вполне безвредных радиоволн. Для этого потребуется построить серию приемных антенн и расположить их на участке площадью несколько кв. километров. Но зато лучи космической энергостанции даже при расфокусировке уж точно никого и ничего не сожгут (что едва не случилось в азимовском рассказе).

Фирма утверждает, что ее спутники смогут снабжать солнечной электроэнергией 250 тыс. жилых домов в округе Фресно. При этом объявленная цена проекта не так уж и велика: 2 млрд. долларов. Solaren уверена, что себестоимость космической энергии не превысит цену электричества от ветрогенераторов и наземных солнечных станций.

Похожий проект сейчас разрабатывает и другая американская фирма Space Energy. Подумывают об этом и в Стране Восходящего Солнца. Японское Управление по исследованию космического пространства недавно приступило к испытаниям прототипа излучателя, который сможет передавать на Землю солнечную энергию в виде микроволн - точь в точь, как у Азимова. Если тестирование пройдет успешно, агентство приступит к планированию искусственных спутников, которые смогут поставлять чистое электричество полумиллиону домов. Правда, японцы не рассчитывают запустить первый такой сателлит ранее 2030 года.

Конечно, пока такие проекты могут показаться именно тем, чем они казались в середине прошлого века, - чистой фантастикой. Мировой рекорд по беспроводной передаче приличных объемов энергии держится аж с 1975 года. Специалисты НАСА тогда ухитрились передать на одну милю микроволновой луч мощностью в 30 киловатт, и с тех пор этот показатель еще никем не перекрыт. Solaren обещает перекачивать неизмеримо большие мощности на дистанции в десятки тысяч километров. Однако ее руководство утверждает, что необходимые для этого технологии уже существуют.

Если это не маниловщина, то в 2016 году или около того «Голос Америки» сможет сообщить о начале работы первой в мире космической солнечной энергостанции. В конце концов, ждать осталось недолго.