Solenergi ekstraheres direkte fra rummet. Det er endda muligt?

Mere end halvfjerds år siden, i 1941, Isaac Asimov skrev en historie, hvor energien i solens stråler passeret mikrobølge til den nærliggende planet med hjælp fra en rumstation. År er gået, og nu forskerne forsøger at gøre denne science fiction til virkelighed på Jorden. Konceptet med at bruge solenergi fra rummet, eller direkte i rummet udviklet sig siden midten af ​​det 20. århundrede. Mange projekter venter i kulissen.

Solenergi er fremtiden

Ved hjælp af solenergi i rummet (underart), kan vi løse vores problemer med energi- og udledningen af ​​drivhusgasser med minimal påvirkning af miljøet. Professor Sergio Pellegrino fra Caltech, sagde for nylig, at massiv produktion underart energi af systemet og det faktum, at vores sol vil køre i yderligere 10 milliarder år, så lad os antage, at kilden til energi har vi ikke køre tør i lang tid.

En af de største NASA undersøgelser til alle tider, Satellit Power System Konceptudvikling og evalueringsprogram, var helliget specifikt underart og koste mere end $ 50 millioner, blev det udført 1976-1980. Andre grundforskning, finansieret af NASAs, for at oversætte og forstå underart gennemførlighed, kaldet Space Solar Power sonderende forskning og teknologi. Undersøgelsen omfattede en enorm mængde af solid videnskabelig forskning, men den overordnede konklusion var:

"Den store SSP - er en meget kompleks integrerede system af systemer, der kræver mange betydningsfulde gennembrud i moderne teknologier og muligheder. Den teknologiske kort, der identificerer potentielle måder at opnå alle de nødvendige gennembrud -. Omend i et par årtier " - John C. Mankins, September 7, 2000.

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

Hvad er solenergi modtaget fra det ydre rum?

Solenergi er produceret i rummet, er begrebet opfange solenergi i rummet og sende den direkte til Jorden eller andre planeter kommer.

Kort sagt, vi kunne sætte en mekanisme i det ydre rum til næsten uafbrudt indfange solenergi og overfører denne energi til Jorden. Dette kan ske i løbet af dagen eller om natten, i regnvejr eller under en klar himmel. Så snart vi får energien på Jorden rectenna (særlig antenne til energi), kan vi nemt distribuere det via vores sædvanlige metoder. Det er meget simpelt.

Der er masser af ideer i forbindelse med konfiguration og arkitektur underart mekanisme, som vi kunne bruge. Placeringen af ​​systemets arkitektur af satellitter, magt indsamling og transmission af energi - det er de grundlæggende vigtige punkter, der skal gøres opmærksom på forståelsen af ​​forskellige underart systemer. I betragtning af størrelsen af ​​de foreslåede koncepter, vil vi overveje blot et par af de mest bemærkelsesværdige muligheder.

Hvor at placere et system af solenergi produktion?

Geosynkront, geostationær hun (GEO) kredsløb, medium-Jord (MEO) og Low Earth Orbit (LEO) - her er de muligheder til overvejelse. Den mest lovende er GSO skyldes den forenklede geometri og justering af antennen i forhold til rectenna, skalerbarhed og næsten kontinuerlig energioverførsel. Det største problem i den geostationære bane - en stor mængde stråling. Fælles rum farer såsom mikrometeoritter og soludbrud, også udgøre en trussel. Den satellit arkitektur

Opret en måne fabrik med en masse trafik eller udvikle asteroider til montage eller selvstændig assembly underart satellitter - i hvert fald, vil skabelsen af ​​autonome rum af fabrikker være udfordrende. Enhver konstruktion i rummet vil kræve brug af lokale materialer og fri (dvs. månens), med visse begrænsninger af kompleksiteten af ​​designet, når man sammenligner med dem, der kan bygges på Jorden.

Et interessant indstilling, som vi nu er ved at bygge på Jorden, er en modulopbygget solpanel Caltech udvikling og Northrop Grumann. Se på det i videoen nedenfor.

En anden interessant koncept fra et privat selskab Solaren. I fremtiden planlægger hun at gennemføre et forsøg med opførelsen af ​​solenergi kapacitet på 250 MW underart i geostationær bane. I 2009 trådte Solaren en aftale med den største energiselskab PG & E Californien for at sikre dens plads solenergi.

Selv NASA med begrebet en vilkårligt stor fasede (udviklet i 2012) har tiltrukket nylig opmærksomhed fra John C. Mankins, en af ​​de førende eksperter i verden underart.

Sådan samle solens energi i rummet?

To grundlæggende begreber i relation til energihøst er anvendelsen af ​​solceller (solceller) og solvarme. Det er muligt at fælde solvarme (og derfor energi), ved hjælp af spejle til at koncentrere lyset og opvarmende fluid. Dampen, til gengæld vil drive en turbine og generere elektricitet. Dette koncept har en vis vægt fordel i forhold solpaneler, fordi det reducerer den samlede vægt per watt. Men for de fleste begreber bruges sverlegkie og høje fotoelektriske elementer. Hvordan til at overføre solenergi fra rummet?

Mikrobølge energioverførsel - en typisk valg underart strukturer på grund af den generelle effektivitet, men anvendelsen af ​​energioverførsel ved laserstråle - er en anden interessant mulighed på grund af den reducerede vægt og omkostninger. Men ved tanken om en kraftig laserstråle er en frygt for, at det kunne blive til en plads våben (død ray). Imidlertid kunne sikkerhedsprotokoller nemt fjerne denne trussel. Design kan laves med alle kravene til sikre niveauer af mikrobølger. Der vil ikke være nogen trussel for indbyggerne i byerne og levende væsener på vejen af ​​strålerne til jorden. En simpel omvendt forhold mellem antennen og rectenna ville gøre det muligt at skære ned overførslen, hvis den afviger fra kurset.

Nu da vi bedre forstå, hvad underart, lad os dykke i sin mest restriktive.

Omkostningerne ved at installere plads energioverførsel

Det kan synes, at alt er i orden, og solen vil være milliarder af år giver os fri energi. Men der er altid en fangst. Vi har noteret en række sikkerhedsspørgsmål, men den største hindring er relateret til omkostningerne ved at sende alle de materialer nødvendige for underart. Aktuelle estimater af udgifterne til udsendelse ca. 1 kg nyttelast i rummet i området fra 9000 til 43 000 US-dollars, afhængigt af bæreren og rumfartøjer.

Hvis vi kun ser til at sende de solpaneler, at den nedre grænse for omkostningerne af spektret lancere ultra-lyssystem underart 4 MW er 4.000 tons. Men underart sandsynligvis være i området på 80.000 tons. Den lave score: 4000 x 9000 tons dollars per kilogram = 36 milliarder dollars

En høj score 80 000 tons x 43 000 dollars per kilo = 3, 440 milliarder dollars

Selv om disse tal er meget omtrentlige, vi stadig få den omtrentlige pris på 36 milliarder dollars til 3, $ 4 billioner. Ved hjælp af en fabrik på månen eller asteroide pludselig synes billigt.

NASA undersøgelsens resultater viser, at rummet solenergi er "økonomisk bæredygtig", hvis de startomkostninger vil variere mellem $ 100-200 per kilogram. Mens priserne fortsætter med at falde, herunder gennem genanvendelige SpaceX raketter, stadig har en lang vej at gå. Men denne tendens forventes at følge loven af ​​accelererende afkast Ray Kurzweil, og priserne vil fortsætte med at falde starter med de milliarder og millioner af dollars til flere hundrede.

Det er overflødigt at sige, at problemet er ikke i teknologi, men i dens værdi.

Solar Energy Future

Underart evne til at levere ren og stabil energi til planeten døgnet rundt og syv dage om ugen billigere end nogen anden kilde - er absolut reel. Men det vil tage årtier med investeringer, samling, prøvning og vellykket gennemførelse, før systemet begynder at få dækket deres oprindelige udlæg.

Og alligevel er det vigtigste element i at fremme underart som den egentlige kilde til energi er den rigtige politiske klima.

Hvorfor har vi brug solenergi?

Hvis du ikke tager hensyn til politik, der har underart (eller fusion) i det næste årti, kunne vi bringe disse videnskabelige begreber:

• Space elevatorer og plads tårn
• Orbital ring - bruge rumelevatorer skabe en ring rundt om jorden i stedet for rumstationen til en billig transport af varer og udforskning af rummet
• Områder Dyson - giant shell dækker hele stjerne og absorbere al sin energi output
• indlejrede dukke hjerner - pust Dyson kugle til omdannelse af stjernerne i de massive computere ved hjælp af energi, der frigives ved alle stjernerne
• Mira-ring - kunstig planet under anvendelse hel stjerne

​​Der er mange muligheder. Det er fortsat kun at tænke på dem og udvikle sig. Foreslå? Start i vores chatter i et telegram.