Космическая солнечная энергетика (SBSP) — это идея, которая попеременно продвигалась и игнорировалась с момента ее появления в 1968 году. Система SBSP по сути представляет собой спутник, состоящий из солнечные панели передают электроэнергию из космоса на Землю. Это чистый источник энергии с огромной емкостью для обеспечения будущих энергетических потребностей. Существуют как положительные, так и отрицательные последствия этой технологии, которые снижают ее текущую жизнеспособность. Так что давайте погрузимся и выясним плюсы и минусы космической солнечной энергии вместе с ее возможными применениями.
Плюсы и минусы космической солнечной энергетики
Космическая солнечная энергетика (SBSP) — это процесс сбора солнечной энергии в космическом пространстве и беспроводная передача его на Землю. Он использует солнечные панели, установленные на спутниках с отражателями или надувными зеркалами, которые направляют на них солнечное излучение. Затем эта энергия направляется на Землю через лазер или микроволны. Здесь она принимается через ректенну (микроволновую антенну).
По данным Национального космического общества, SBSP имеет потенциал превзойти все остальные возобновляемые источники энергии вместе взятые. Он может обеспечить большие объемы энергии с минимальным воздействием на окружающую среду.
Чтобы лучше понять концепцию и ее возможности для удовлетворения наших энергетических потребностей, давайте подробно изучим преимущества и недостатки космической солнечной энергетики.
Плюсы Космическая солнечная энергия
1. Чистый источник энергии
Космическая солнечная энергия выделяется среди нефтяных, газовых, этаноловых и угольных заводов тем, что не выделяет парниковых газов в атмосферу. В отличие от угольных и атомных электростанций, космическая солнечная энергия не требует и не зависит от ограниченных запасов пресной воды.
Космическая солнечная энергия не конкурирует с другими источниками энергии, такими как биоэтанол или биодизель, за сельскохозяйственные угодья, которые постепенно становятся дефицитными. Кроме того, нет зависимости от удобрений на основе природного газа.
2. Легкая транспортировка
Использование солнечной энергии из космоса может создать достаточно большой спрос для разработки дешевого способа транспортировки вещей в космос. Таким образом, будет раскрыт экономический потенциал ресурсов солнечной системы.
3. Возможности трудоустройства
Использование космической солнечной энергии может создать больше рабочих мести помогать решать проблемы энергетической безопасности и изменения климата, используя опыт в аэрокосмической отрасли.
4. Надежный
Количество доступной космической солнечной энергии огромно, и она доступна круглосуточно, чего невозможно достичь с помощью наземных солнечных батарей и ветроэнергетические установки. Он работает без усилий, не будучи подверженным влиянию общей облачности, наличия дневного света или скорости ветра. Его использование означает снижение или отсутствие зависимости от непредсказуемых или недружественных стран в вопросах поставок нефти.
5. Безопаснее
Космическая солнечная энергия - это выгоднее атомных электростанций поскольку он не производит токсичных отходов, которые должны надежно храниться и контролироваться в течение сотен лет. Он лучше для окружающей среды, чем уголь и ядерное топливо, поскольку не требует вредной добычи.
6. Неограниченный
Вот следующее преимущество из списка плюсов и минусов космической солнечной энергетики. Это может сделать страны независимый с точки зрения энергии за счет снижения зависимости от источников энергии на Земле и, таким образом, снижения конкуренции за ограниченные ресурсы.
7. Широкий охват
Использование космической солнечной энергии позволяет возможность экспорта энергии в любую точку мира. Эту энергию затем можно адаптировать для удовлетворения местных потребностей, например, для производства метанола в таких районах, как сельская Индия, где нет доступа к электричеству. Одним из ее потенциальных применений является опреснение морской воды. Космическая солнечная электростанция такого же размера вырабатывает в 13 раз больше энергии, чем наземная электростанция такого же размера. На этом мы подходим к концу преимуществ космической солнечной энергетики, давайте прочитаем о недостатках.
Читайте также: Изучение плюсов и минусов хранения энергии в солнечных батареях
Минусы of Космическая солнечная энергия
1. Строительство
Одним из основных недостатков космических спутников солнечной энергии является сложность, связанная с их построением, особенно когда речь идет о спутниках с большими структурами. Для создания больших спутников необходимо запустить в космос значительные объемы материала. Сборка, обслуживание и замена этих материалов также имеют решающее значение с течением времени. Это дорогостоящий и трудоемкий периодический процесс, и при таких высоких затратах он кажется непрактичным.
2. Высокая стоимость разработки
Развитие космической солнечной энергетики дорогостоящий процесс. Важно сравнить расходы на разработку космической солнечной энергии с расходами на отказ от нее. Строительство этих систем в космосе обходится дорого, поскольку для перевозки всех необходимых материалов требуется большое количество запусков космических челноков.
Для низкой стоимости: 4,000 метрических тонн (4 млн кг) x $9,000 стоимость запуска за кг оценивается примерно в 36 миллиардов долларов. Для 80,000 80 метрических тонн (43,000 млн кг) x $3.4 XNUMX стоимость запуска за кг оценивается примерно в XNUMX триллиона долларов.
3. Высокий уровень обслуживания
Передача солнечной энергии из космоса на Землю стоит дорого, но это более сложно и дорого обслуживать компоненты в космосе. На Земле изношенные или неисправные компоненты солнечных панелей заменяются и переустанавливаются в течение нескольких часов или дней. Но в космосе это сделать не так просто.
Также см: Понимание спецификаций солнечных панелей и как их читать
4. Потенциальная опасность
Солнечные панели в космосе сталкиваются со многими опасностями, включая космические мусор, астероиды, пыль и сильная (неотфильтрованная) радиация от солнца. Все это представляет потенциальный вред целостности космической солнечной системы.
5. Короткий срок службы
Срок службы солнечных панелей в космосе короче из-за суровых условий космоса по сравнению с солнечными панелями на Земле. Это снова требует замены, которая требует запуска материалов в космос, что приводит к большим расходам. Это один из главных недостатков в списке плюсов и минусов космической солнечной энергетики.
6. Быстрая деградация
деградация солнечных панелей в космосе значительно выше, чем деградация солнечных панелей на Земле, примерно в восемь раз выше.
7. Потери
Транспортировка энергии на Землю может представлять опасность. Также сюда входит значительная потеря энергии в процессе транспортировки.
Требования к космической солнечной энергии
Чтобы космическая солнечная энергетика стала реальностью, крайне важно иметь необходимые технологии и инфраструктуру.
1. Простая и эффективная передача мощности
Крайне важно оценить передачу энергии от спутников на поверхность Земли с минимальным воздействием на окружающую среду.
2. Крупномасштабное строительство и эксплуатация на орбите
Спутники солнечной энергии требуют больших размеров для сбора значительного количества энергии, намного больше Международной космической станции (МКС), который в настоящее время является крупнейшим космическим аппаратом, когда-либо построенным. Однако эти спутники будут менее сложными, чем МКС, поскольку они будут состоять из множества идентичных частей.
Читайте также: Ветровые и солнечные компоненты американского производства теперь дешевле импортных
3. Недорогие экологически чистые ракеты-носители
Ракеты-носители, предназначенные для одноразового использования, были дорогими, а при частом использовании они могут способствовать загрязнению атмосферы. Однако в настоящее время несколько частных компаний работа над созданием более дешевых и многоразовых ракет-носителей как решение этих проблем.
Применение солнечной энергии в космосе
В ходе непрерывных исследований, продолжавшихся несколько лет, ученые пришли к выводу, что SBSP можно использовать в различных целях, но в основном в производстве электроэнергии и в космических приложениях.
1. Основные области применения SBSP: энергетическая космическая инфраструктура, спутники, марсоходы и космические аппараты.
2. Заменить ископаемое топливо электростанции как резервный источник энергии в периоды, когда выработка ветровой и солнечной энергии низкая.
3. Другие потенциальные приложения включают обеспечение пресной водой посредством процесса опреснения морской воды.
4. Airbus хочет использовать солнечную энергию, вырабатываемую в космосе, для помочь сократить высокий углеродный след авиации. Это не устранит использование ископаемого топлива в самолетах, но может сократить количество парниковых газов, выбрасываемых самолетами. Это может, возможно, увеличить дальность полета самолетов в будущем.
5. Его можно использовать для производить жидкие вещества По словам директора Альянса жидкого солнечного света в Калифорнийском технологическом институте, они обладают огромным потенциалом в качестве промышленных химикатов, топлива, строительных материалов или продуктов.
Узнав о плюсах и минусах космической солнечной энергетики, а также о ее применении, давайте выясним, каково будущее системы SBSP.
Также см: 5 основных применений автоматического уличного освещения
Будущее космической солнечной энергетической системы
Солнечная энергия из космоса является возможным вариантом, и если его расширить, он может стать для нас обильным источником энергии. Однако это также невероятно сложно. Чтобы снизить высокую стоимость отправки солнечных панелей в космос, производителям необходимо значительно уменьшить их вес за счет крупных усовершенствований. Улучшенные тонкопленочные солнечные панели могут помочь.
Ученые и исследователи космоса работают над созданием поддерживаемого и точного луча, который может гарантировать постоянную мощность вместе со стабилизацией спутников. Страны уже предпринимают шаги, чтобы сделать эту технологию рабочей как можно скорее.
1. Китай
- В 2021 году в стратосферу уже был запущен небольшой солнечный спутник для использования энергии космических солнечных электростанций.
- К 1 году планируется вырабатывать около 2030 мегаватта энергии, а к 2050 году разработать коммерчески жизнеспособную космическую солнечную электростанцию.
2. Япония
- Исследователи добились успеха в беспроводной передаче электроэнергии с помощью микроволн, что является большим достижением.
- Системы SBSP являются частью их будущих планов по исследованию космоса.
3. Соединенные Штаты Америки
- Партнерство стоимостью 100 миллионов долларов между Исследовательская лаборатория ВВС США и Northrop Grumman для продвижения технологии SBSP.
- Инициатива по использованию космической солнечной энергии стоимостью 17.5 млн долларов направлена на разработку технологии SBSP и выработку электроэнергии с меньшими затратами.
- Исследование многоразовых систем запуска для снижения стоимости сборки и запуска SBSP.
- Используя новые технологии, концепция SPS-ALPHA MARK-II повысила экономическую целесообразность проектов SBSP.
Возобновляемые источники энергии имеют потенциал для удовлетворения мировых потребностей в энергии на Земле. всего 22,000 XNUMX квадратных миль солнечных панелейПо данным правительства США, эквивалентной площади озера Мичиган, электроэнергии хватило бы всем Соединенным Штатам.
Доступность ископаемого топлива ограничена, и оно подвержено истощению в какой-то момент в ближайшем будущем. Исследования и инвестиции прокладывают путь к светлому будущему для системы SBSP, которая была бы реалистичным и осуществимым вариантом. Хотя есть ряд Плюсы и минусы космической солнечной энергетикиОднако игнорирование возможного энергетического решения было бы неразумным решением.
Рекомендуется: Как справиться с отключением электроэнергии Gexa Energy
