Wraz ze wzrostem zapotrzebowania na energię i postępem technologicznym, oczywiste jest, że panele słoneczne muszą być improwizowane. Przyszłe panele słoneczne muszą wytrzymywać wysokie temperatury i promieniowanie. Muszą wytwarzać więcej energii i pozostać przystępne cenowo. Kluczowe jest, aby były trwałe w kosmosie, ponieważ wymiana paneli na orbicie jest kosztowna. Aby spełnić ten wymóg, Centrum Badań nad Energią Słoneczną na Uniwersytecie w Swansea rozpoczęło eksperyment 6 lat temu. Eksperyment z sześciennym satem zrobił dokładnie to! Zdefiniował na nowo technologię dla farm słonecznych, które mogą wytwarzać więcej energii niż obecne technologie i mogą też działać dłużej.
Ostatnio nastąpił znaczny wzrost wykorzystania systemów kosmicznych na dużą skalę. powód tego jest to, że istnieje większe zapotrzebowanie na lepsze sieci komunikacyjne, więcej satelitów i bardziej skomplikowane misje kosmiczne. Oznacza to, że musimy budować większe i bardziej złożone struktury w kosmosieProblem polega na tym, że wraz ze wzrostem systemów kosmicznych potrzebują one więcej energii, a obecna technologia słoneczna nie nadąża. Naukowcy pracują ciężej, aby opracować nowe technologie energetyczne dla systemów kosmicznych na dużą skalę.
W miarę jak misje kosmiczne stają się coraz bardziej ambitne i wymagające, ograniczenia tradycyjnych paneli słonecznych zaprojektowanych do zastosowań kosmicznych stają się coraz bardziej widoczne. Chociaż te panele są w stanie skutecznie przekształcać światło słoneczne w energię elektryczną, ich projekt i ograniczona powierzchnia stwarzają znaczące ograniczenia. Wymaga to pilnego opracowania rozwiązań energetycznych, które są zarówno energooszczędne, jak i dostosowane do ograniczeń przestrzennych.
Doszło do niezwykłego przełomu Centrum Badań nad Energią Słoneczną na Uniwersytecie w Swansea. Z powodzeniem opracowali pionierską formę zaawansowanej technologii ogniw słonecznych, która przewyższa możliwości istniejących technologii kosmicznych. Ponadto przeprowadzili rozległe sześcioletnie studia aby ocenić wyjątkową wydajność tych ogniwa słoneczne w kosmosie.
Ogniwa słoneczne z tellurku kadmu są umieszczane na cienkich warstwach różnych materiałów półprzewodnikowych. Warstwy te zostały osadzone na specjalnym szkle pokrywającym wykonanym z glinokrzemianu domieszkowanego cerem. Ta konstrukcja pozwala zespołowi aby ogniwa słoneczne były tanie, a co ważniejsze, mogą wytwarzać więcej energii niż obecne technologie.
cechy tego nowego systemu sprawiają, że idealnie nadaje się do produkcji dużych paneli, które mogą pokryć rozległe obszary. Dzięki temu systemy kosmiczne będą miały dostęp do obfitych zasobów energii. Zespół zainstalował panele słoneczne na CubeSat w 2016 roku i wystrzelili go na orbitę heliosynchroniczną. Zebrali i przeanalizowali dane z 30,000 XNUMX orbit w ciągu sześciu lat. Panele są nadal działają i nie uległy pogorszeniu w kosmosie.
Naukowcy z University of Surrey współpracowali z Algierską Agencją Kosmiczną (ASAL) w celu zaprojektowania i zbudowania satelity w Surrey Space Center. Satelita został wyposażony w wydajne instrumenty do pomiaru jego wydajności na orbicie.
Profesor Craig Underwood, emerytowany profesor inżynierii statków kosmicznych w Surrey Space Center na Uniwersytecie w Surrey, powiedział: „Jesteśmy bardzo zadowoleni, że misja zaprojektowana na rok wciąż działa po sześciu latach. Te szczegółowe dane pokazują odporność paneli na promieniowanie i trwałość ich cienkowarstwowej struktury w trudnych warunkach termicznych i próżniowych kosmosu”.
„Ta technologia ogniw słonecznych o wyjątkowo niskiej masie może doprowadzić do powstania dużych, niedrogich elektrowni słonecznych rozmieszczonych w kosmosie, dzięki którym na Ziemię powróci czysta energia — a teraz mamy pierwsze dowody na to, że technologia ta niezawodnie działa na orbicie” Profesor Craig dodał.
Zobacz także: Energia słoneczna w kosmosie: przyszłość czystej energii
Dr Dan Lamb z Uniwersytetu w Swansea powiedział, „Udany test lotniczy tego nowatorskiego ogniwa słonecznego w postaci cienkowarstwowej warstwy pozwolił na pozyskanie funduszy na dalszy rozwój tej technologii”.
Dr Dan dodał: „Duże panele słoneczne do zastosowań kosmicznych to szybko rozwijający się rynek, a demonstracje takie jak ta pomagają budować renomę Wielkiej Brytanii jako światowej klasy eksperta w dziedzinie technologii kosmicznej”.
Eksperyment Cube Sat na nowo definiuje technologię dla farm słonecznych, a po sześciu latach panele stały się mniej wydajne i produkowały mniej energii. Zespół planuje to poprawić w przyszłości. Nadal jednak wierzą, że ich technologia będzie opłacalna komercyjnie na podstawie obecnych wyników.
Źródło : Sześcioletnie wyniki lotów kosmicznych z eksperymentu AlSat-1N Thin-Film Solar Cell (TFSC)
