Med ökande energibehov och tekniska framsteg är det uppenbart att solpaneler behöver improviseras. Framtida solpaneler måste tåla höga temperaturer och strålning. De måste producera mer kraft och förbli överkomliga. Det är avgörande att de är hållbara i rymden, eftersom det är dyrt att byta ut paneler i omloppsbana. Och för att uppfylla detta krav lanserade Centre for Solar Energy Research vid Swansea University ett experiment för 6 år sedan. Cube SAT-experimentet har gjort just det! Det har omdefinierat tekniken för solcellsparker som kan producera mer kraft än nuvarande tekniker och som också kan hålla längre.
På senare tid har det skett en kraftig ökning av användningen av storskaliga rymdsystem. Anledningen till detta är att det finns ett större behov av bättre kommunikationsnätverk, fler satelliter och mer komplicerade rymduppdrag. Det innebär att vi behöver bygga större och mer komplexa strukturer i rymden . Problemet är att i takt med att rymdsystem blir större behöver de mer energi, och nuvarande solteknik kan inte hålla jämna steg. Forskare arbetar hårdare med att utveckla nya energitekniker för storskaliga rymdsystem.
I takt med att rymduppdrag blir mer ambitiösa och krävande har begränsningarna hos traditionella solpaneler avsedda för rymdtillämpningar blivit allt tydligare. Även om dessa paneler effektivt kan omvandla solljus till elektricitet, utgör deras design och begränsade yta betydande begränsningar. Detta kräver en snabb utveckling av energilösningar som är både energieffektiva och anpassningsbara till rymdens begränsningar.
Ett anmärkningsvärt genombrott har uppstått vid Centre for Solar Energy Research vid Swansea University . De har framgångsrikt varit pionjärer inom en avancerad form av solcellsteknik som överträffar kapaciteten hos befintliga rymdklassade tekniker. Dessutom har de genomfört en omfattande sexårig studie för att utvärdera dessa solcellers exceptionella prestanda i rymden.
Kadmiumtelluridsolceller placeras på tunna lager av olika halvledarmaterial. Dessa lager avsattes på ett speciellt täckglas tillverkat av ceriumdopat aluminiumsilikat. Denna design gör det möjligt för teamet att tillverka solcellerna billigt och, viktigast av allt, dessa celler kan producera mer energi än nuvarande tekniker.
Egenskaperna hos detta nya system gör det perfekt för att producera stora paneler som kan täcka stora områden. Detta kommer att säkerställa att rymdsystem har tillgång till rikliga energiresurser. Teamet installerade solpaneler på en CubeSat 2016 och skickade upp den i en solsynkron omloppsbana. De samlade in och analyserade data från 30 000 omloppsbanor under sex år. Panelerna fungerar fortfarande och har inte försämrats i rymden.
Forskare vid University of Surrey samarbetade med den algeriska rymdorganisationen ASAL för att designa och bygga en satellit vid Surrey Space Center. Satelliten var utrustad med högpresterande instrument för att mäta dess prestanda i omloppsbana.
Professor Craig Underwood , emeritusprofessor i rymdfarkostteknik vid Surrey Space Center vid University of Surrey, sa: ”Vi är mycket glada över att ett uppdrag som är utformat för att vara i ett år fortfarande fungerar efter sex år. Dessa detaljerade data visar panelernas motståndskraft mot strålning och hållbarheten hos deras tunnfilmsstruktur under rymdens hårda termiska och vakuumförhållanden.”
”Denna solcellsteknik med ultralåg massa skulle kunna leda till stora, billiga solkraftverk som kan placeras ut i rymden och föra tillbaka ren energi till jorden – och nu har vi de första bevisen på att tekniken fungerar tillförlitligt i omloppsbana”, tillade professor Craig.
Se även : Rymdbaserad solenergi: Framtiden för ren energi
Dr. Dan Lamb från University of Swansea sa: ”Det framgångsrika flygtestet av denna nya tunnfilmssolcellsnyttolast har utnyttjat finansieringsmöjligheter för att vidareutveckla denna teknik.”
Dr. Dan tillade vidare: ”Solpaneler för stora ytor för rymdtillämpningar är en snabbt växande marknad och demonstrationer som denna bidrar till att bygga vidare på Storbritanniens rykte i världsklass för rymdteknik.”
Kubsatellitexperiment omdefinierar tekniken för solcellsparker och efter sex år blev panelerna mindre effektiva med tiden och producerade mindre el. Teamet planerar att förbättra detta i framtiden. De tror dock fortfarande att deras teknik kommer att vara kommersiellt gångbar baserat på de nuvarande resultaten.
Källa : Sex års rymdfärdsresultat från AlSat-1N-experimentet med tunnfilmssolceller (TFSC)
