Powered by Invision Power Board

  Reply to this topicStart new topicStart Poll

> Космическая энергетика
Starboy
Отправлено: Ноя 13 2014, 22:27
Quote Post


Админ
***

Группа: Администраторы
Сообщений: 7654
Пользователь №: 1
Регистрация: 12-Ноября 14
Из: Ростов-на-Дону
Статус: Offline

Репутация: нет




Американские ВМС разрабатывают модули для километровой космической гелиоэлектростанции
Александр Березин — 18 марта 2014 года, 17:04

Флот США склоняется к мнению, что очень скоро получать электричество из космоса можно будет дешевле, чем из сжигаемой нефти.

Большие государства с развитой экономикой, говорящие на индоевропейских языках, всегда — и это правило без исключений — имеют большую армию, которая, как ружьё на стене, обязана начать стрелять. И она, разумеется, стреляет. Не смогли избежать такой закономерности и США, откуда и тяжесть вопроса топливного обеспечения их вооруженных сил. Так, Пентагон не просто крупнейший потребитель нефти на планете, а потребитель с чрезвычайно растущими аппетитами. В 2010 году оборонное ведомство этой страны купило топлива на $13,7 млрд, а уже в 2011-м — на $17,3 млрд. Кроме прочего, Пентагон доставляет топливо на театры боевых действий не сам, а через частные компании, берущие за это $25 за литр.
Очевидно, впрочем, что сокращение таких расходов необходимо, иначе нынешние планы США по редукции военного бюджета до $490 млрд будет трудно выполнить: по прогнозам американского Минэнерго, уже через 20 лет нефть подорожает в полтора раза. Как избавиться от нефтяной удавки? Отдел научных исследований ВМС США предполагает для этого получать солнечную энергию с космических гелиоэнергетических платформ — с последующей её отправкой на Землю.
Американские исследователи рассчитывают на простой модульный прямоугольный блок, верхняя панель которого содержит фотоэлементы, преобразующие солнечный свет в электричество. Затем его превращают в радиоизлучение, и нижняя панель, функционирующая как передающая антенна, отправляет его точно в нужный земной район. Радиоволны могут показаться неочевидным выбором на фоне, скажем, лазеров, действующих в видимой части диапазона и способных благодаря когерентности передавать энергию с меньшим рассеиванием. Однако за этим решением стоит здравый смысл: если такой энергоисточник является основным, то он должен быть доступен в любую погоду, в то время как плотная облачность заблокирует лазерную передачу, причём в самый неподходящий момент.
Группа космической робототехники в составе Отдела научных исследований ВМС занимается созданием роботов-сборщиков, которые могли бы компоновать такие сэндвич-модули прямо на орбите. Чтобы предприятие имело экономический смысл, понадобится довольно большой квадрат из таких панелей — скажем, со стороной в один километр, что позволит получать сотни мегаватт солнечной энергии.
Второй тип разрабатываемого военными фотоэлементного блока предусматривает выполнение сэндвич-модуля с выставляемыми в космическое пространство охлаждающими боковыми пластинами, своим излучением рассеивающими тепло от солнечного нагрева в окружающее пространство. Так можно избежать падения КПД солнечных батарей за счёт перегрева и повысить долговременную живучесть «километрового» спутника.
Всё это может показаться довольно странным. Зачем переходить к космической гелиоэнергетике, когда Пентагон толком не принялся даже за наземную? Но любая ненефтяная по своему происхождению наземная энергия не всегда будет поставляться в нужное для военных время. Скажем, выработку атомных реакторов (весьма опасных на театре военных действий) трудно варьировать с большой скоростью, а потребление электричества на войне часто резко меняется. Солнце светит только полдня и во многих регионах может быть закрыто облаками, то есть его надо дублировать ТЭЦ, а это сохранение зависимости от топлива. Наконец, квадратный километр солнечных батарей в космосе получит столько энергии, сколько на Земле удастся собрать с десятка квадратных километров, да и перебросить энергию «оттуда» можно очень быстро и почти в любое место. Сделать то же самое в случае стационарных наземных станций вряд ли получится.
Пол Джаффе (Paul Jaffe), инженер из Отдела научных исследований ВМС США, замечает, что идея может показаться безумной, и всё-таки она вполне реализуема. Минбороны США уже убедилось на примере своих станций на Гавайях и в Калифорнии, что солнце экономит огромное количество топлива: стоимость тамошнего «солнечного» киловатт-часа плавает в районе 10 центов, то есть ниже того, что просят в большинстве штатов. Чуть хуже ситуация на передовых базах: американский корпус морской пехоты в Ираке вынужденно сочетал использование мощной экспериментальной гелиоэлектростанции с резервным дизель-генератором. В то же время, по расчётам инженера, при развертывании описанного выше километрового модульного спутника цена его киловатт-часа может упасть до уровня, получаемого на Земле.
Чтобы добиться этого, естественный солнечный свет имеет смысл сконцентрировать при помощи вспомогательной системы зеркал, которая будет размещаться за пределами упомянутого квадратного километра. Наземные испытания в вакуумных камерах показали, что разработанные г-ном Джаффе фотоэлементные модули вполне могут перенести концентрацию солнечного света, до десятка раз превышающую естественные значения на околоземной орбите и примерно соответствующие условиям Меркурия.
На передовых театрах боевых действий космическая электроподстанция окажется удобнее альтернатив: она не потребует дорогостоящей автономной инфраструктуры, доставки тысяч тонн топлива, ожидания огромных уязвимых танкеров, без которых войска в самый решительный момент могут оказаться полупарализованными.
Кроме того, стоимость развёртывания космической гелиоэлектростанции вовсе не обязательно должна быть запредельной, подчёркивает разработчик. Нынешние модули, созданные его группой, довольно легки — вчетверо легче на единицу мощности, чем у ближайших конкурентов из Японии.
Передача энергии через атмосферу пока планируется на частоте в 2,45 ГГц, что, по словам Пола Джаффе, позволит устойчиво работать даже в сезон дождей над какой-нибудь тропической страной.
Как следует оценивать эту разработку? Сегодня — как довольно сложную в реализации. В мире, где запуск приличной ракеты стоит десятки миллионов долларов и это считается недорогим пуском, создание километрового массива на орбите выглядит мудрёно с чисто финансовых позиций. Однако, учитывая реальные шаги к частично многоразовым космическим аппаратам, ситуация может измениться уже в ближайшее десятилетие. И, быть может, тогда такие проекты будут выглядеть рутиной.
И последнее: стоит ли говорить, что подобные наработки военных довольно быстро станут достоянием гражданских отраслей, тоже озабоченных избавлением от нефтяной зависимости?

Подготовлено по материалам Отдела научных исследований ВМС США. http://www.nrl.navy.mil/media/news-release...e-module-to-try
PMEmail Poster
Top
Starboy
Отправлено: Ноя 16 2014, 14:45
Quote Post


Админ
***

Группа: Администраторы
Сообщений: 7654
Пользователь №: 1
Регистрация: 12-Ноября 14
Из: Ростов-на-Дону
Статус: Offline

Репутация: нет




Япония намерена к 2030 году вывести гелиоэлектростанции в космос
Александр Березин — 04 октября 2013 года, 10:57
http://compulenta.computerra.ru/tehnika/energy/10009325/

Хотя «приступить к практическому использованию энергии космических гелиоэлектростанций к 2030 году» звучит даже резче, чем обещание построить коммунизм через двадцать лет, Японское агентство аэрокосмических исследований посулило именно это.
Солнце, как мы теперь точно знаем, может быть источником сравнительно дешёвой энергии. Правда, только днём. Его и в плохую погоду (равно как и зимой в высоких широтах), уж извините за банальность, не хватает для приличного энергоснабжения. То есть надо строить мощности по хранению, а заодно оставлять в качестве резерва реликты тепловой энергетики на случай зимы, когда одной кубышкой накопленной энергии не отделаться.
Впрочем, это сугубо ваш взгляд на реалистичные пути обхода непостоянства солнечного излучения. А вот японские коллеги по человечеству (вероятно, в силу специфического менталитета) намерены пойти другим путём, который до этого описывался разве что в научно-фантастической и футуро-утопической литературе. Да что там, они уже пошли.
user posted image
Первые подобные станции явно будут демонстрационными и небольшими. Но если на них отработаюта технологию, позволяющую широко развёртывать такие системы, космическую индустрию ждёт переворот. (Здесь и ниже иллюстрации Mafic Studios.)

Японское агентство аэрокосмических исследований (JAXA) уже в 2030 году (всего-то через три пятилетки — перспектива самая что ни на есть ближайшая!) собирается запустить на геостационарную орбиту (36 000 км) систему солнечных батарей, которой надлежит передавать получаемую энергию на Землю. Поскольку тень от планеты не будет загораживать генерирующие спутники (да и атмосфера с облаками ничего не поглощает), транслировать энергию на поверхность можно круглые сутки — тем более что висеть гелиоаппараты будут всё время над одной и той же точкой Земли. По расчётам, такая космическая гелиоэлектростанция может получать в восемь раз больше света в сутки, чем аналогичная наземная.
Вы произнесли «Операция "Немыслимое"»? Единственная нация в мире, догадавшаяся повесить на ручной пулемёт одновременно оптический прицел и штык, с вами не согласна.
Сейчас JAXA проводит наземные эксперименты, чтобы выяснить, какой метод преодоления ключевой трудности таких систем — передачи энергии на поверхность — позволяет с меньшими потерями преодолеть земную атмосферу. Налицо два кандидата — микроволны и лазерные лучи. За микроволны говорит простота оборудования. Лазерный же луч в ИК-диапазоне запросто сможет воспользоваться известным окном прозрачности нашей атмосферы. У обеих технологий есть и недостатки. Во-первых, энергопотери при их использовании составят не менее 30–50%. Ночь и зиму это компенсирует, но вот о более дешёвой энергии говорить будет тяжело даже при щадящих по цене запусках на орбиту. Во-вторых, лазерный способ напрямую зависит от облачности, а микроволновый потребует более громоздкой аппаратуры для передачи.
Пока готовится к испытаниям лишь беспроводная система передачи энергии киловаттного класса. Но уже к 2030 году Ясуюки Фукуморо (Yasuyuki Fukumuro) из JAXA надеется на «практическое использование». Кажется совершенным безумием говорить об этом сегодня, когда на килограмм груза, доставленного на орбиту, даже китайцы и SpaceX тратят несколько тысяч долларов. Тем не менее новые технологии производства фотоэлементов подразумевают ничтожно малую толщину солнечных батарей, оттого масса даже сравнительно больших по площади панелей при рабочей толщине в 100–200 нм действительно может оказаться умеренной.
Понятно и то, что JAXA не собирается выбрасывать тысячи долларов за каждый килограмм раскладных (есть и надувной вариант) солнечных батарей: ведомство намерено создать специальный флот автоматических многоразовых кораблей, готовых летать на геостационарную орбиту лишь за долю той цены, которую за это требуют сегодняшние одноразовые носители. Кстати, если даже всё остальное в этом начинании провалится, за одну успешную реализацию действительно многоразовых конструкций такого рода JAXA надо будет ставить памятник.
А вот японский оптимизм, касающийся трансляции энергии, поражает. Принимающая станция, по расчётам, будет иметь всего 3 км в диаметре, и при этом проектанты надеются на отсутствие паразитной передачи энергии за пределы этого кружка. В микроволновом варианте это будет не так уж просто.
Вот вам немного эколого-истерического прямо-таки космического оптимизма (который, несомненно, заражает): http://www.youtube.com/watch?v=D56vRfv71OA
Можно спорить о том, насколько экономичной окажется такая система в сравнении с теми же наземными гелиотермальными станциями, вкалывающими днём и ночью (хотя зимой и с некоторой ленцой). В конце концов, гелиоТЭС уже работают, и их мощности измеряются сотнями мегаватт, а к 2030 году могут достичь и сотни ГВт, благо пустынь в наших краях куда больше, чем для этого необходимо. Но с одним спорить не приходится: усилия, потраченные на этот проект, принесут человечеству бездну пользы при любом исходе предприятия.
user posted image
Какой бы способ передачи энергии на Землю ни был выбран, с его помощью можно будет снабжать и космические зонды (а в будущем — пилотируемые корабли) в любом уголке Солнечной системы.

Наконец, есть область, где космические гелиоэлектростанции будут на коне при любом раскладе: не то что колонизация, но даже приличное исследование Солнечной системы потребует уймы энергии, а перевозка атомных реакторов на ракетах (которые, увы, иногда падают) некоторым землянам кажется не самой безопасной задумкой в человеческой истории. Да и не поставишь на каждый автоматический межпланетный зонд по АЭС, оттого серьёзной альтернативы космогелиостанциям и лазерному энергопередатчику здесь нет. И нет её не только на орбите Плутона, но и при исследованиях всего, что лежит за Марсом, а ведь мы туда когда-нибудь непременно соберёмся.
Подумайте ещё раз: те же «Вояджеры», которые через дюжину лет станут мертвыми кусками металла из-за отсутствия энергии, могли бы ещё долго снабжать нас сведениями о межзвёздном пространстве, догадайся конструкторы снабдить их фотоэлементами, принимающими лазерный луч с такой околоземной электростанции. Противоастероидная система, расположенная в космосе, также потребует энергоснабжения, а откуда его взять? Как ни крути, для чисто космических целей такие станции строить всё равно придётся, а потому мы искренне желаем тем-кто-дерзнул удачи и упорства. А ещё хочется надеяться, что одними японцами, гордо заявляющими: «Нынешняя Япония имеет самую продвинутую технологию для таких свершений», дело всё же не ограничится.

Подготовлено по материалам TreeHugger. http://www.treehugger.com/solar-technology...wer-system.html
PMEmail Poster
Top
Starboy
Отправлено: Дек 8 2014, 11:10
Quote Post


Админ
***

Группа: Администраторы
Сообщений: 7654
Пользователь №: 1
Регистрация: 12-Ноября 14
Из: Ростов-на-Дону
Статус: Offline

Репутация: нет




Многие старые идеи все еще не реализованы, Но сохраняют интерес. Вот отрывок из книги К. Гэтланда "Космическая техника" (1981 года, на русском языке - в 1986):

Электростанции в небе
http://www.epizodsspace.narod.ru/bibl/getlend/17.html

Способна ли космическая техника помочь преодолеть энергетический кризис? Этот вопрос можно поставить более конкретно: осуществима ли идея улавливания в космосе «неисчерпаемой» энергии солнечного излучения и передачи ее на Землю?
Космические солнечные электростанции (КСЭ) должны быть размещены в экваториальной плоскости на околоземной круговой орбите высотой около 35 880 км (геостационарная орбита). При таком расположении они движутся с той же угловой скоростью, что и Земля, и для наблюдателя, находящегося на Земле, будут казаться неподвижно парящими в небе, подобно уже применяющимся спутникам глобальной связи.
К. П. Феоктистов, советский космонавт и конструктор космических кораблей, полагает, что подобные электростанции могут быть созданы в ближайшие 20-30 лет. Чтобы построить одну такую станцию, потребуется вывести на орбиту около 100 000 т груза. Он считает, что один из возможных способов состоит в выведении конструктивных элементов в виде рулонов металлической ленты, из которой в космосе собираются панели площадью в несколько квадратных километров. При современной грузоподъемности ракет-носителей для решения задачи потребуется около пяти тысяч запусков. Создание в качестве первого шага средств выведения, способных доставлять на орбиту около 200 т полезного груза, - трудная, но разрешимая проблема.
Космические солнечные электростанции должны выдержать конкуренцию с другими более доступными источниками энергии, которыми в XXI в. могут стать:
1 Электростанции с ядерными реакторами деления.
2 Электростанции с ядерными реакторами синтеза.
3 Приливные электростанции.
4 Электростанции, использующие энергию волн.
5 Ветровые электростанции.
6 Наземные солнечные электростанции.
7 Электростанции, использующие энергию теплых океанских течений.
8 Электростанции, использующие энергию нагретых горных пород в глубине Земли.
Одни источники энергии могут оказаться перспективнее других, и каждый из них имеет свои преимущества и недостатки. Окончательное заключение, к сожалению, можно будет сделать только после длительного изучения всех возможных вариантов с учетом стоимости, безопасности и надежности.

КСЭ, предложенная Глезером
Концепция геостационарной КСЭ мощностью 10 000 МВт. Вырабатываемая ею электроэнергия будет передаваться на Землю направленной на приемную станцию антенной диаметром 1 км в виде пучка, сформированного микроволновыми генераторами. Использование микроволнового пучка с длиной волны 10 см позволит обеспечить передачу энергии в любую погоду. Панели солнечных фотоэлектрических батарей в этом проекте имеют форму квадрата со стороной 4 км. Под углом к плоскости батареи расположены зеркальные концентраторы солнечной энергии.
Цикл Брайтона
Тепловая энергия солнечного излучения фокусируется в полостном абсорбере, где нагревает жидкий гелий, поступающий из теплообменника. Нагретый газ расширяется в турбине (вверху), вырабатывающей энергию для привода компрессора и генератора. Переменный ток напряжением 10 кВ, вырабатываемый генератором, преобразуется трансформатором в ток напряжением 328 кВ. В рекуператоре газообразный гелий охлаждается, затем поступает в теплообменник, где переходит вновь в жидкое состояние. Жидкометаллический охлаждающий контур рассеивает избыточное тепло в космическое пространство.
user posted image

Схемы КСЭ
В 1968 г. П. Е. Глезер (фирма «Артур Д. Литтл») предложил концепцию космических солнечных электростанций. Идея заключалась в развертывании огромных солнечных батарей для улавливания солнечного излучения с целью фотоэлектрического преобразования его в электроэнергию.
Выработанную электроэнергию можно передавать на Землю в виде микроволнового излучения, где оно будет преобразовано обратно в электроэнергию и использовано в промышленных энергетических системах.
Концепция, навеянная фантазиями Жюля Верна и Герберта Уэллса, вначале была встречена инженерной общественностью с большим скептицизмом, но постепенно техническая идея, выдвинутая Глезером, получила признание, и космические солнечные электростанции заняли достойное место среди других энергетических систем, изучаемых правительственными агентствами.
В 1972 г. НАСА заключило с фирмой «Артур Д. Литтл» контракт на сумму 197 400 долл., направленный на изучение основных технических проблем создания космических солнечных электростанций. К этой работе были подключены и другие наиболее крупные аэрокосмические фирмы. Перед фирмой «Грумман аэроспейс», построившей лунную кабину космического корабля «Аполлон», была поставлена задача разработать космическую платформу для солнечной электростанции.
Продолжение здесь: http://www.epizodsspace.narod.ru/bibl/getlend/17.html
PMEmail Poster
Top
Starboy
Отправлено: Мар 28 2015, 19:17
Quote Post


Админ
***

Группа: Администраторы
Сообщений: 7654
Пользователь №: 1
Регистрация: 12-Ноября 14
Из: Ростов-на-Дону
Статус: Offline

Репутация: нет




Mitsubishi создает солнечную электростанцию в космосе
16 Марта 2015 в 13:30
http://hi-news.ru/technology/mitsubishi-so...-v-kosmose.html

Представьте себе электростанцию в космосе. Мир, в котором все электрические приборы и техника на Земле работают от стабильного космического излучения. Звучит как научная фантастика, но вскоре это может стать реальностью благодаря усилиям японских ученых. Компания Mitsubishi сообщила, что ей удалось передать 10 киловатт микроволновой энергии на расстояние 500 метров по воздуху. Космическая энергия, преобразованная в электричество, была использована для питания светодиодных огней на Земле.
Жесткая борьба за традиционные энергетические ресурсы заставила многие страны искать альтернативные источники энергии. Токийская компания Mitsubishi Heavy Industries (MHI) является не первой, кому удалось передать электрическую энергию на расстояние без использования каких-либо проводов. Незадолго до этого Японское агентство аэрокосмических исследований (Japan Aerospace Exploration Agency) сообщило об успешной беспроводной передаче 1,8 киловатта электричества на расстояние 55 метров. Но MHI первой удалось передать огромное количество электричества, которого достаточно для питания нескольких мощных бытовых приборов.
Экспериментальным путем мы показали возможность коммерциализации беспроводной передачи энергии, — говорится в сообщении Mitsubishi.
Прорыв отмечает серьезный, хотя и небольшой шаг в направлении получения экологически чистой и устойчивой энергии Солнца независимо от погодных условий и времени суток. Японский инжиниринговый гигант говорит, что планирует реализовать свой грандиозный проект, отправив массив солнечных спутников на орбиту на высоте 36 000 километров над Землей. Космическая электростанция будет преобразовывать собранную солнечную энергию в микроволны, а затем передавать их на так называемые ректенны, расположенные на Земле. Приемные станции, в свою очередь, будут превращать энергию микроволн в электричество.
Как сообщает Deutsche Welle‎, Mitsubishi планирует коммерциализировать проект космической электростанции к 2030 году.
Технология имеет большой потенциал, так как может использоваться не только в космосе, но и на Земле. Она решает вопросы доставки электричества в удаленные районы и на острова, отрезанные от обычной электросети.
Электричество, выработанное космическими электростанциями, также может использоваться для зарядки электромобилей. По словам аналитиков, индустрия электрических автомобилей сегодня развивается крайне медленно из-за отсутствия инфраструктуры зарядных станций. Космическая энергетика может решить эту проблему.
PMEmail Poster
Top
Starboy
Отправлено: Апр 1 2015, 12:38
Quote Post


Админ
***

Группа: Администраторы
Сообщений: 7654
Пользователь №: 1
Регистрация: 12-Ноября 14
Из: Ростов-на-Дону
Статус: Offline

Репутация: нет




Китай может запустить космическую электростанцию за $1 триллион
1 Апреля - 12:02
http://sdnnet.ru/n/15688/

Китайские ученые всерьез рассматривают вариант строительства крупнейшей в истории человечества солнечной электростанции, расположенной в космосе. Огромное количество солнечных панелей планируется разместить на геостационарной орбите, а передавать энергию с них на Землю будут беспроводным способом.
Информация о данном сверхмасштабном проекте появилась в сообщении китайского информационного агентства «Синьхуа». В сообщении говорится, что суммарная мощность всех солнечных панелей, которые китайцы хотят разместить в космосе, составит 100 мегаватт.
Впрочем, впечатляет не мощность, которая будет куда меньше, чем у самой мощной наземной солнечной электростанции (550 мегаватт), а та сумма, которую планируется выделить на проект. Сумма эта составляет 1 триллион долларов, что позволит данному проекту переплюнуть по масштабам полеты на Луны в рамках программы «Аполлон» и Международную космическую станцию вместе взятых.
В КНР уверены, что страна, которая сможет получить работающую технологию получения солнечной энергии посредствам масштабных конструкций, расположенных в космосе, может занять лидирующие позиции на мировом энергетическом рынке.
PMEmail Poster
Top
Starboy
Отправлено: Янв 20 2017, 12:48
Quote Post


Админ
***

Группа: Администраторы
Сообщений: 7654
Пользователь №: 1
Регистрация: 12-Ноября 14
Из: Ростов-на-Дону
Статус: Offline

Репутация: нет




Российские ученые предлагают создать солнечную электростанцию на орбите
http://tass.ru/kosmos/3955089

МОСКВА, 19 января. /ТАСС/. Российские ученые предлагают создать космическую солнечную электростанцию, поскольку такой способ получения энергии дешевле, чем добыча углеводородного топлива. Об этом говорится в докладе представителей головного научного института Роскосмоса ЦНИИмаш, Московского авиационного института и НПО имени Лавочкина, который будет представлен на Академических чтениях по космонавтике.
"Космическая техника способна решить проблемы энергообеспечения землян электроэнергией и стабилизации погоды путем создания космических солнечных электростанций (КСЭС). Необходима государственная программа создания КСЭС в России, как это сделано в Японии, и первым этапом этой программы (должно стать) создание экспериментального маломасштабного (порядка 10 кВт) центробежного лазерного прототипа КСЭС на грузовом корабле "Прогресс" или специализированной платформе", - говорится в документе.
Как отмечают ученые, в Японии после аварий на трех атомных реакторах была принята программа создания КСЭС, сроки намечены на 2025 год.
"Поскольку цена "космического электричества" ожидается в шесть раз дешевле земного, то возможно быстрое завоевание Японией мирового энергетического рынка. При этом такие организации, как "Газпром", "Роснефть", Росатом с большими человеческими ресурсами и планами станут не востребованы и наступит конец эры углеводородов", - говорится в докладе.
PMEmail Poster
Top
Starboy
Отправлено: Мар 3 2017, 20:33
Quote Post


Админ
***

Группа: Администраторы
Сообщений: 7654
Пользователь №: 1
Регистрация: 12-Ноября 14
Из: Ростов-на-Дону
Статус: Offline

Репутация: нет




NASA по-прежнему хочет добывать солнечную энергию прямо из космоса
28 Февраля 2017 в 19:30
https://hi-news.ru/space/nasa-po-prezhnemu-...iz-kosmosa.html

В прошлом году эксперты заключили, что мировое потребление энергии вырастет почти на 50% с 2012 по 2040 год. Уже несколько лет ученые из NASA и Пентагона мечтают добывать энергию солнца, минуя все недостатки более традиционных способов добычи электричества. И, похоже, у них нарисовалось подходящее решение.
Космическая солнечная энергия медленно стартовала, но эта технология может окончательно взлететь в ближайшие несколько десятилетий. С момента своего появления среди нас, солнечная энергия имела серьезное ограничение в качестве возобновляемого источника энергии: она зависит от света солнца. Это ограничивает области ее успешного применения в пользу более сухих и солнечных районов, например, Калифорнии и Аризоны, а не Санкт-Петербурга и Лондона. И даже в безоблачный день сама атмосфера поглощает часть энергии, излучаемой солнцем, урезая эффективность солнечной энергии. И давайте не будем забывать, что даже в самых лучших условиях наземные солнечные панели не будут видеть солнце половину дня — по ночам.
Поэтому примерно пять лет ученые из NASA и Пентагона осмысливают разные способны повышения эффективности солнечных батарей самым радикальным способом и готовы предложить решение. Были предложения вывести солнечные панели за пределы атмосферы, многие из которых требовали наличия космического аппарата, оснащенного массивом зеркал, отражающих солнечный свет в устройство преобразования энергии. Солнечная энергия может отправляться на Землю через пучок лазера или микроволновый излучатель. Есть также способы модуляции волн энергии, чтобы защитить птиц или самолеты, которые могут попасть по пути луча.
Энергия от этих космических солнечных панелей не будет ограничиваться облаками, атмосферой или нашим суточным циклом. Кроме того, поскольку солнечная энергия будет впитываться непрерывно, не будет никакого смысла сохранять энергию для последующего использования, а это довольно веская статья в расходах на энергию.
Сторонники этой стратегии в области энергетики утверждают, что у нас есть все необходимые научные данные, чтобы спроектировать и развернуть космические солнечные панели, но ее противники, например Илон Маск, возражают, что первоначальные затраты будут слишком высокими. В 2012 году Маск очень негативно высказался в адрес этой идеи.

С небес на землю
По мере того как продолжают появляться доказательства изменения климата из-за людей, производство энергии обретает новые задачи к рассмотрению, помимо долларов и рублей на ценниках. Эффективный возобновляемый источник энергии с небольшим углеродным следом и практически без отходов выглядит достаточно привлекательным, чтобы им заинтересовались многие небезразличные лица, включая Пола Яффе, космического инженера из Научно-исследовательской лаборатории ВМС США.
В марте прошлого года Яффе представил свой план по реализации космической солнечной энергии на саммите D3, который устроило Минобороны США. Из 500 представлений именно план Яффе увез домой четыре из семи наград. Яффе представил план и сказал, что может собрать демонстрационную орбитальную энергетическую станцию, которая сможет обеспечить 150 000 домов с орбиты, всего за 10 лет и 10 миллиардов долларов. И добавил, что эти инвестиции окупятся в перспективе.
«Со временем все становится эффективнее. Ветряная и солнечная энергия потребовали десятки лет, чтобы начать конкурировать с углеродными альтернативами. Я вижу такой же потенциал и здесь», говорил Яффе в интервью. «Во многих вещах будущее космической солнечной энергии в меньшей степени зависит от ученых и инженеров, и в большей — от людей, которые выбирают, за что хотят платить».
Яффе не единственный, кто видит перспективу в этой стратегии. Япония и Китай планируют отправить собственные солнечные космические станции в следующие 25-30 лет. В США частная компания Solaren собирает деньги на проектирование и демонстрацию своего варианта. И даже заключила контракт с крупным электроэнергетическим поставщиком PG&E.
Ни один из этих проектов не будет реализован в ближайшие десять лет, а может и в двадцать. Но по мере приближения к 2040 году подобные проекты будут привлекать все больше и больше внимания.
PMEmail Poster
Top
Starboy
Отправлено: Мар 15 2017, 19:43
Quote Post


Админ
***

Группа: Администраторы
Сообщений: 7654
Пользователь №: 1
Регистрация: 12-Ноября 14
Из: Ростов-на-Дону
Статус: Offline

Репутация: нет




Ученые РФ создадут систему передачи энергии Солнца со спутников на Землю после 2020 года
http://tass.ru/nauka/4093339

МОСКВА, 14 марта. /ТАСС/. Российская лазерная система передачи энергии Солнца на Землю с находящихся на ее орбите спутников будет создана после 2020 года.
Об этом сообщили в пресс-службе госкорпорации "Ростех".
"В настоящий момент мы завершили научно-исследовательскую работу - нашими учеными разработан экспериментальный стенд с кислород-йодным лазером с накачкой солнечного излучения. Проект технического задания на опытно-конструкторскую работу по данному изобретению полностью подготовлен. Планируется, что финальный этап, предполагающий создание лазерных систем преобразования солнечной энергии, будет выполнен после 2020 года", - приводит пресс-служба слова первого заместителя генерального директора холдинга "Швабе" (входит в Ростех) Сергея Попова.
В Ростехе отметили, что эти системы будут устанавливаться на орбитальных спутниках. "Использование кислород-йодного лазера Фойл с прямой солнечной накачкой мощностью 1 ГВт позволит преобразовывать энергию звезды в лазерное излучение. Технология является инновационным способом получения электроэнергии за счет применения лазерно-оптической адаптивной системы формирования угловой расходимости до 10-7 рад", - пояснили в госкорпорации.
PMEmail Poster
Top
Химик
Отправлено: Мар 15 2017, 21:41
Quote Post


Активный пользователь
***

Группа: Пользователи
Сообщений: 358
Пользователь №: 6
Регистрация: 4-Августа 15
Из: Миасс (Челябинская обл.)
Статус: Offline

Репутация: 1




Цитата (Starboy @ Мар 15 2017, 19:43)
Ученые РФ создадут систему передачи энергии Солнца со спутников на Землю после 2020 года
http://tass.ru/nauka/4093339

МОСКВА, 14 марта. /ТАСС/. Российская лазерная система передачи энергии Солнца на Землю с находящихся на ее орбите спутников будет создана после 2020 года.
Об этом сообщили в пресс-службе госкорпорации "Ростех".
"В настоящий момент мы завершили научно-исследовательскую работу - нашими учеными разработан экспериментальный стенд с кислород-йодным лазером с накачкой солнечного излучения. Проект технического задания на опытно-конструкторскую работу по данному изобретению полностью подготовлен. Планируется, что финальный этап, предполагающий создание лазерных систем преобразования солнечной энергии, будет выполнен после 2020 года", - приводит пресс-служба слова первого заместителя генерального директора холдинга "Швабе" (входит в Ростех) Сергея Попова.
В Ростехе отметили, что эти системы будут устанавливаться на орбитальных спутниках. "Использование кислород-йодного лазера Фойл с прямой солнечной накачкой мощностью 1 ГВт позволит преобразовывать энергию звезды в лазерное излучение. Технология является инновационным способом получения электроэнергии за счет применения лазерно-оптической адаптивной системы формирования угловой расходимости до 10-7 рад", - пояснили в госкорпорации.

Мда, и наши тоже включились в гонку за лазерным оружием космического базирования...
А касательно космических зажигалок - это не самое бюджетное решение, самое бюджетное оглашать здесь не буду.
Не лучше ли было создать наземное лазерное противоспутниковое оружие защищённое от лазерных атак из космоса?
PMEmail Poster
Top
Starboy
Отправлено: Ноя 6 2017, 18:36
Quote Post


Админ
***

Группа: Администраторы
Сообщений: 7654
Пользователь №: 1
Регистрация: 12-Ноября 14
Из: Ростов-на-Дону
Статус: Offline

Репутация: нет




«Роскосмос» хочет построить орбитальную АЭС
31 Октября 2017 в 15:30
https://hi-news.ru/space/roskosmos-xochet-p...alnuyu-aes.html

Проблема доставки топлива на орбиту Земли является достаточно серьезной. Сейчас для питания спутников и других космических кораблей, которым требуется долгое пребывание в космосе, используются солнечные панели. Но специалисты «Роскосмоса» пошли другим путем и планируют создать орбитальную атомную электрическую станцию (АЭС) для этих целей.
С таким заявлением недавно выступили представители госкорпорации. Также они упомянули, что за строительство будет отвечать отечественное конструкторское бюро «Арсенал». Согласно полученной информации, энергия к космическим аппаратам будет передаваться от АЭС при помощи сфокусированного лазерного луча, способного преодолеть расстояние в полтора километра. Кроме того, этой энергии будет достаточно для того, чтобы использовать ее не только как замену солнечным батареям, но и как дополнение к ним.
При этом уже сейчас научное сообщество раскололось на две части: одни поддерживают идею строительства нового объекта на околоземной орбите, другие же критикуют подобное начинание. Сторонники строительства атомной электростанции заявляют, что идея является крайне перспективной и дает возможность «планировать будущее на несколько шагов вперед» в плане освоения космоса. Такие космические строения окажут существенную помощь при перемещении космических аппаратов за пределы Солнечной системы и внутри нее. Критики же называют затраты на строительство АЭС на орбите необоснованно высокими, предлагая и дальше осваивать использование солнечных батарей и других источников альтернативной энергии для питания космических объектов.
PMEmail Poster
Top
Starboy
Отправлено: Фев 26 2019, 09:58
Quote Post


Админ
***

Группа: Администраторы
Сообщений: 7654
Пользователь №: 1
Регистрация: 12-Ноября 14
Из: Ростов-на-Дону
Статус: Offline

Репутация: нет




Орбитальная электростанция: между фантастикой и планированием
26 февраля 2019, 00:02
https://iz.ru/849526/mikhail-kotov/orbitaln..._medium=desktop

Средства массовой информации Китая рассказали о намерении страны построить орбитальную солнечную электростанцию и начать передачу энергии из космоса на Землю уже к 2030 году. Так что можно прекращать качать нефть и добывать уголь, впереди мир ждет много чистой, возобновляемой, а в перспективе очень дешевой электроэнергии? «Известия» разобрались в ситуации.
Солнце. Практически неисчерпаемый источник энергии под боком у человечества. Проекты использования солнечной энергии человечество копит с античности, и до последних лет пятидесяти их все отличали два основных критерия: принципиальная возможность и неэффективность. Панели солнечных батарей были созданы уже более ста лет назад, но и до сих пор количество солнечных электростанций в общем количестве энергообеспечения нашей планеты относительно невелико.
Есть несколько серьезных причин, мешающих повсеместному распространению солнечных электростанций. Во-первых, это атмосфера и погодные явления, сильно снижающие эффективность использования. Даже в самый ясный день земная атмосфера минимум на 36% уменьшает количество получаемого фотоэлементами солнечного света, а про плохую погоду, когда фотоэлементы практически бесполезны, и говорить не стоит.
Еще одна серьезная проблема — это невозможность использовать солнечную энергию постоянно. В ночное время электростанция опять же стоит без дела, что приводит к ее сильному удорожанию. Требуется наличие аккумуляторов для хранения выработанной за дневное время энергии и специальной сети подстанций для сглаживания пиков потребления.
Кроме того, солнечные электростанции обладают большей эффективностью при расположении ближе к экватору, в идеале в пустынях, а значит, требуется передавать энергию к пользователям на значительные расстояния. Остаются еще регулярная необходимость очистки фотоэлементов или зеркал от пыли, необходимость постоянно поворачивать их для максимального получения солнечных лучей и до кучи вопросы экологов. Большую часть этих проблем можно было бы решить, просто запустив солнечную электростанцию в космос, что и собирается сделать Китай. Впрочем, при этом возникнет много других, возможно, еще более сложных вопросов.

Космический концепт
Судя по имеющейся информации, ничего кардинально нового китайцы пока не придумали. Подобные идеи выдвигаются учеными и инженерами по всему миру уже более 70 лет. Если вкратце, предлагается вывести на околоземную орбиту космическую станцию с большим количеством солнечных панелей, которые преобразуют энергию фотонов нашего светила в постоянный электрический ток. Всё точно так же, как на Международной космической станции, только в гораздо больших размерах собственно космического аппарата и количестве получаемой энергии.
Единственным принципиальным отличием является то, что орбита будущей электростанции должна быть геостационарной, она пролегает в 35 786 км от поверхности Земли. Тогда скорость полета электростанции будет совпадать с вращением Земли и станция будет находиться всё время над одним местом на поверхности нашей планеты. На такой же орбите чаще всего работают спутники связи, организующие вещание в конкретном регионе. Кроме того, подобная орбита хороша еще и небольшим количеством космического мусора. На Международной космической станции солнечные панели достаточно быстро (менее чем за 10 лет) выходят из строя и теряют эффективность за счет повреждения фотоэлементов микроскопическими частицами космического мусора.
За счет размещения на орбите, вне действия плотных слоев земной атмосферы, станция окажется гораздо эффективнее, чем земная электростанция таких же размеров. «Если вы поставите солнечные панели в космосе, они будут работать 24 часа в сутки, семь дней в неделю, 99,9% времени в году», — говорит Пол Яффе, космический инженер Научно-исследовательской лаборатории ВМС США, работающий над подобным проектом по заказу американских военных. Его слова приводит Business Insider.
За счет того что в космосе нет атмосферы, солнечные панели работают на 36% эффективнее. За счет отсутствия ночей и плохой погоды работоспособность увеличится еще более чем вдвое.
Кроме того, панели направлены на солнце всегда под идеальным углом. Ученые считают, что космическая солнечная электростанция примерно в восемь раз эффективнее, чем ее земной аналог.

Ток без права передачи
Правда, при космическом расположении появляется новый серьезный вопрос: как передавать электричество на Землю? В настоящее время есть два способа сделать это: лазер и электромагнитные волны вроде тех, что используются для передачи радиочастот или разогрева еды в микроволновой печи. Передача энергии при помощи лазера долго изучалась специалистами NASA, после чего от этой идеи отказались как от неэффективной.
Правда, это было в 80-х годах прошлого века, когда коэффициент полезного действия (КПД) лазеров не превышал 10–2%. С учетом потерь на передачу и преобразование световой энергии в электричество получалось, что потребитель получит лишь несколько процентов от передаваемой изначально энергии.
Однако с появлением новых технологий в начале 2000-х годов ситуация серьезно изменилась. В настоящее время есть инфракрасные лазеры с КПД до 40−50%. Серьезно улучшилось качество фотоэлементов, принимающих энергию лазерного луча (модули на основе арсенида галлия способны преобразовывать в электричество до 40%, а при определенных условиях до 70). Даже в условиях работы в земной атмосфере при помощи лазера можно передавать энергию, например заряжать висящий в воздухе беспилотник (таким проектом, например, в России занимаются Виталий Капранов, Иван Мацак и группа молодых инженеров из Комитета инновационных проектов молодежи (КИПМ) РКК «Энергия»).
В случае с лазерным лучом, бьющим из космоса, тоже особых проблем не будет — на Земле будет построена специальная структура с модулями из арсенида галлия, и они будут максимально эффективно преобразовывать прилетевший из космоса луч в электричество, за счет фотонов определенной длины волны это будет гораздо эффективнее, чем с солнечной энергией.
Кстати, российский ЦНИИмаш шесть лет назад выступал с идеей создания российских космических солнечных электростанций (КСЭС) мощностью 1–10 ГВт с беспроводной передачей электроэнергии наземным потребителям. И российские исследователи считают лазерную передачу энергии на Землю более эффективной. Вот что говорит об этом главный научный сотрудник ЦНИИмаша Валерий Мельников: «Значительно меньшая расходимость лазерного луча по сравнению с СВЧ-сигналом дает на порядки меньшую площадь передающих и приемных систем, а из-за малой площади приема появляется возможность энергоснабжения высокоширотных регионов России, Канады, Гренландии и других островов в северных широтах, а также Антарктиды от КСЭС, находящейся на геостационарной орбите».
Второй вариант, который как раз и рассматривают китайцы, — это передача сигнала на Землю при помощи радиоволн. Специальное устройство на солнечной электростанции будет переводить постоянный ток в радиоволны и посылать их массивный пучок на Землю. Проблема в том, что для создания радиоволн требуется специальная каркасная конструкция большого размера.
Практически вся площадь солнечных панелей с обратной стороны будет занята под специальную систему генерирующего радиоволны и передающего их на Землю устройства. На Земле же пучок радиоволн будет улавливаться ректенной (от англ. rectifying antenna — выпрямляющая антенна). Это специальное устройство будет представлять собой нелинейную антенну, предназначенную для преобразования энергии поля падающей на нее волны в энергию постоянного тока. Естественно, что ректенна тоже теряет энергию при получении и переработке радиоволн.
Важно подобрать частоту таким образом, чтобы передача излучения была не ионизирующей во избежание возможных экологических проблем. Именно эту задачу и будут решать китайские ученые в 2021–2025 годах, пытаясь передавать энергию в условиях земной атмосферы. Экспериментальная база для таких опытов уже построена в городе Чунцин. Поэтому можно не бояться, при передаче энергии планету не поджарит гигантской микроволновкой, люди даже не заметят дополнительного излучения. Как не замечаем мы огромного количества радиоволн, постоянно находящихся в атмосфере планеты. Предполагается, что плотность сигнала будет довольно низкой и не будет угрожать людям, самолетам или птицам, пролетающим через него. Однако точно сказать об этом получится лишь после натурных опытов.
По расчетам ректенна получится больше размером, чем специальная станция с фотоэлементами для переработки лазерного луча. А вот как с эффективностью передачи — пока непонятно. Российские ученые настаивают на лазерном варианте, Китай и США — на использовании микроволнового излучения.

Пора или не пора
Так что же тогда удерживает людей от создания экологичных и практически бесперебойных солнечных электростанций? Прежде всего высокая цена проекта. Современные ракеты могут доставить на геостационарную орбиту подобные электростанции только за достаточно большое количество запусков. А ведь их требуется на орбите собирать, и не факт, что это можно сделать без человеческого участия.
Современные подсчеты показывают, что подобные электростанции будут окупаться десятилетиями и дольше, пока на Земле существует множество альтернативных, хоть и гораздо менее наукоемких способов получать электроэнергию.
Китайцы говорят о возможности использования 3D-печати отдельных элементов прямо на орбите, чтобы сэкономить на запусках. Да, первый космический принтер, печатающий объекты прямо на орбите, вот уже несколько лет находится на Международной космической станции, и с его помощью даже было напечатано несколько пластиковых инструментов, однако использовать такой способ для изготовления электростанции прямо в космосе пока не пробовал никто.
Вторая проблема — это эффективность подобной солнечной электростанции. Пока по расчетам вроде получается, что она эффективнее, чем солнечная, расположенная на Земле, даже с учетом множества потерь на передачу электроэнергии. Но как это будет в реальности, без эксперимента не сможет сказать никто.
Вот и получается, что ничего сверхфантастического в создании космической электростанции на орбите нет, однако объем финансовых вложений и неясный результат отпугивают от таких проектов потенциальных инвесторов. Если же Китаю получится создать и запустить солнечную электростанцию на орбите, то это станет не сверхвыгодным способом получения энергии, а скорее показателем научной и инженерной силы стремительно растущего «восточного дракона». По крайней мере у других держав дальше планов и разработок пока дело не сдвинулось.
PMEmail Poster
Top
Starboy
Отправлено: Мар 18 2019, 18:51
Quote Post


Админ
***

Группа: Администраторы
Сообщений: 7654
Пользователь №: 1
Регистрация: 12-Ноября 14
Из: Ростов-на-Дону
Статус: Offline

Репутация: нет




Космическая солнечная электростанция: китайцы хотят построить ее первыми
https://ria.ru/20190318/1551841364.html
user posted image

МОСКВА, 18 мар — РИА Новости, Татьяна Пичугина. Китайские ученые заявили на днях о планах отправить на орбиту электростанцию для передачи энергии Солнца на Землю. Они уже оборудуют экспериментальную площадку для отработки необходимых технологий. Насколько реален этот проект — в материале РИА Новости.

Светлая альтернатива углю и нефти
Наблюдая каждый день Солнце — природный и практически неисчерпаемый термоядерный реактор — нельзя отказаться от идеи использовать его энергию эффективнее, чем это делают сейчас.
На Земле строят солнечные электростанции большой площади, чтобы получить энергию светила, часть которой теряется в атмосфере. Производительность таких электростанций сильно зависит от погоды, времени года и суток. В космосе подобных проблем нет.
Энергетическую установку лучше всего разместить на геостационарной орбите на высоте 35,7 тысячи километров от поверхности. Там, над экватором, солнечный свет будет постоянно

Три проблемы
О космической солнечной электростанции говорилось еще в рассказе Айзека Азимова "Логика" 1941 года. Технически все обосновал в 1968 году американский инженер Питер Глейзер. С тех пор разные варианты постоянно обсуждают в научных кругах, в США и ЕС ведутся фундаментальные исследования в этом направлении, но стоимость разработки технологий, доставки груза на орбиту, сборки и эксплуатации слишком велика. Япония и Китай уже озвучили даты запуска и мощность первых опытных установок на орбите.
Ученым и инженерам предстоит решить три сложных, но, в принципе, посильных задачи. Первая — как собрать на орбите установку из фотопреобразователей большой площади.
Ученые из Калтеха (США) предлагают монтировать станцию из плоских модулей размерами 60 на 60 метров каждый. Получится конструкция три на три километра.
Модули — из ультралегких мембраноподобных фотоэлементов, слои-преобразователи которых конвертируют солнечную энергию в микроволны частотой десять гигагерц для накачки излучателя. Их необходимо автоматически позиционировать, чтобы эффективнее собирать солнечное излучение. Кроме того, станция должна маневрировать на орбите, значит, вес конструкции увеличится за счет ракетного топлива.
Вторая проблема — передача энергии на Землю. Обычные фотоэлементы преобразуют свет в электричество. Если их использовать для орбитальной электростанции, придется конвертировать ток в микроволны, СВЧ-волны или обратно в оптические волны для зарядки лазера, чтобы осуществить беспроводную передачу в вакууме и атмосфере.
Мощный луч с орбиты направляется на ректенну — приемник, преобразующий микроволновое излучение в электричество, которое далее подается в сеть. Конечно, необходимо придумать, как сфокусировать и удержать луч на большом расстоянии, как снизить потери энергии в атмосфере при ее ионизации.
Наконец, предстоит обеспечить безопасность передачи энергии. Дело в том, что лазерный и микроволновый луч представляют собой грозное оружие, способное вызвать большие разрушения и жертвы на Земле. Чтобы он попал в приемную антенну, нужно либо увеличить ее размеры до нескольких километров, либо разработать систему высокоточного наведения.
user posted image

Азиатский эксперимент
В Китае давно ведутся работы над космической солнечной станцией, поскольку страна испытывает энергетические проблемы. Двадцать лет назад ученые полагали, что проект удастся реализовать в начале столетия, а через несколько десятилетий можно будет приступать к монтажу подобной установки на Луне. В качестве первого шага рассматривались электростанции в виде орбитальных спутников.
Как сообщает научное сообщество Китая, в районе Бишань города Чунцин стартует начальный этап отработки технологий космической электростанции. Ученые попробуют трансформировать электроэнергию в микроволновое излучение и передать с платформы, поднятой на высоту до трехсот метров аэростатом.
В 2021-2025 годах планируется построить небольшую орбитальную электростанцию, а затем — крупную или целую группировку станций. Каждый квадратный метр такой установки будет генерировать 10-14 киловатт электроэнергии. Для сравнения: солнечные батареи на северо-западе Китая дают 0,4 киловатта на квадратный метр.
user posted image


PMEmail Poster
Top
0 Пользователей читают эту тему (0 Гостей и 0 Скрытых Пользователей)
0 Пользователей:

Topic Options Reply to this topic Fast ReplyStart new topicStart Poll



 


Текстовая версия