Солнечные электростанции в космосе могут удовлетворить потребности человечества в энергии

Солнечные электростанции в космосе могут удовлетворить потребности человечества в энергии

Это похоже на научную фантастику: гигантские солнечные электростанции, плавающие в космосе, передают на Землю огромное количество энергии. И долгое время эта концепция, впервые разработанная русским ученым Константином Циолковским в 1920-х годах, в основном вдохновляла писателей-фантастов.

Однако столетие спустя ученые добиваются огромных успехов в воплощении этой концепции в жизнь. Европейское космическое агентство осознало потенциал этих усилий и теперь пытается профинансировать такие проекты, прогнозируя, что первый промышленный ресурс, который мы получим из космоса – это «луч энергии».

Изменение климата – величайшая проблема нашего времени, поэтому на карту поставлено очень многое. От повышения глобальной температуры до изменения погодных условий – последствия изменения климата уже ощущаются во всем мире. Преодоление этой проблемы потребует радикальных изменений в том, как мы производим и потребляем энергию.

В последние годы технологии возобновляемых источников энергии получили резкое развитие, повысив эффективность и снизив стоимость. Но одним из основных препятствий для их усвоения является тот факт, что они не обеспечивают постоянный запас энергии. Ветряные и солнечные фермы производят энергию только тогда, когда дует ветер или светит солнце, но нам нужно электричество круглосуточно, каждый день. В конечном счете, нам нужен способ хранения энергии в больших объемах, прежде чем мы сможем перейти на возобновляемые источники.

Возможный способ обойти это – генерировать солнечную энергию в космосе. В этом есть много преимуществ. Космическая солнечная электростанция может вращаться вокруг Солнца 24 часа в сутки. Атмосфера Земли также поглощает и отражает часть солнечного света, поэтому солнечные элементы над атмосферой будут получать больше солнечного света и производить больше энергии.

Но одна из ключевых проблем, которую необходимо преодолеть – это сборка, запуск и развертывание таких больших конструкций. Площадь одной солнечной электростанции может достигать 10 квадратных километров, что эквивалентно 1400 футбольным полям. Использование легких материалов также будет иметь решающее значение, поскольку самыми большими расходами будут затраты на запуск станции в космос на ракете.

Одно из предлагаемых решений – создать рой из тысяч спутников меньшего размера, которые будут собраны вместе и сконфигурированы для создания единого большого солнечного генератора. В 2017 году исследователи разработали проект модульной электростанции, состоящей из тысяч сверхлегких панелей солнечных батарей. Они также продемонстрировали прототип плитки весом всего 280 граммов на квадратный метр, что соответствует весу карты.

В Ливерпульском университете изучают новые производственные технологии для печати сверхлегких солнечных элементов на солнечных парусах. Солнечный парус – это складная, легкая и хорошо отражающая мембрана, способная использовать эффект давления солнечного излучения для продвижения космического корабля вперед без топлива. Они изучают, как встроить солнечные элементы в конструкции солнечного паруса для создания больших бестопливных солнечных электростанций.

Другой серьезной проблемой будет передача энергии на Землю. План состоит в том, чтобы преобразовать электричество солнечных элементов в энергетические волны и использовать электромагнитные поля для передачи их вниз к антенне на поверхности Земли. Затем антенна преобразует волны обратно в электричество.

Во всем мире научное сообщество вкладывает много усилий в разработку солнечных электростанций в космосе. Мы надеемся, что однажды они смогут стать жизненно важным инструментом в нашей борьбе с изменением климата.

ORIENT news

1+