Космическая энергетика

Энергия солнечного ветра

 Солнце и ветер являются наиболее популярными и освоенными источниками альтернативной энергии на сегодняшний день. Ученые из Вашингтона предложили синтезировать эти два направления, но не в плане объединения в единую систему солнечных батарей и ветряных установок, а в плане получения энергии от солнечного ветра.
Сегодня, в рамках активного развития альтернативной энергетики, даже такие идеи не кажутся слишком фантастическими. В качестве основного механизма используется спутник, который содержит в себе заряженный медный провод для захвата электронов. Спутник двигается в сторону от Солнца со скоростью несколько сотен километров в секунду. Состоящий из 300 метров медной проволоки, двухметрового ресивера (накопителя) и десятиметрового паруса аппарат, как уверяют ученые, способен обеспечивать электроэнергией до 1000 домов. А спутник в натуральную величину – с содержанием 1000 метров медной проволоки и парусом в 8400 км в поперечнике, сможет генерировать энергию в 100 миллиардов раз больше, чем вырабатывают существующие электростанции планеты все вместе.

Группа американских исследователей считает, что технологии, необходимые для сбора электронов от солнечного ветра уже существуют. Но открытым остается вопрос о том, каким образом организовать передачу полученной энергии на Землю. В качестве варианта предполагается оснастить систему лазером с идеальной фокусировкой. Проблема в том, что подобный лазер, показатели рассеивания и потери энергии которого близки к нулю, пока не создан. Если же разработать такое устройство все же удастся, то все экологические и энергетические проблемы планеты будут полностью решены с помощью электронов, брошенных нам небесным светилом.

Если исследователям удастся воплотить свой концепт в реально работающие механизмы, в распоряжении человечества окажется один миллиард миллиардов гигаватт электроэнергии, что значительно больше, чем его настоящие потребности. 

В космос за энергией!

 В связи с актуальной проблемой потребления исчерпаемых энергоресурсов, ученые по всему миру ищут источники возобновляемой энергии. Проблема настолько глобальна, что поиски не ограничиваются нашей планетой. Идеи строительства электростанций в космосе несколько лет назад ложились в основу сюжетов фантастических фильмов, а сегодня их рассматривают как реальные перспективы альтернативной энергетики. 

Предположительно электростанция будет запущена в эксплуатацию в 2016 году. Solaren уже заключила первый контракт с компанией Utility Pacific Gas and Electric на поставку электроэнергии в количестве 1.7 ГВт в год на срок 15 лет. Такой выгодный контракт явился прямым следствием постановления властей Калифорнии, которые обязали все энергетические компании штата как можно больше использовать энергию, получаемую от возобновляемых источников энергии. Согласно постановлению, одна пятая часть продаваемой в штате энергии в 2010 году должна быть из возобновляемых источников энергии.

Вслед за Калифорнией космической энергетикой заинтересовались и Японские корпорации Mitsubishi Heavy Industries и IHI. Японцы закладывают на реализацию своих планов более длительные сроки: получать энергию из космоса планируют не позднее 2040 года. Однако их исследования носят достаточно глобальных характер: в разработках участвуют 16 японских промышленных и научных компаний. Предположительная стоимость проекта - 21 млрд долларов.

Компаниями задумано строительство и размещение на орбите Земли крупного космического генератора мощностью 1 ГВт, который постоянно будет производить электричество, передаваемое на Землю. Для этого на высоте 36 тысяч км над нашей планетой разместят солнечные панели общей площадью 4 кв км.

Управляющий директор Института энергетики и экономики Японии Кенцуке Канеико отмечает, что космическая генерация на основе фотоэлектрических панелей может быть очень значимым альтернативным источником энергии, когда ресурсы сжигаемого топлива будут истощены. По прогнозам господина Канеико, 1 гигаватта будет достаточно для энергоснабжения примерно 294 000 частных домов. Оценить стоимость космической электроэнергии пока затруднительно.

На первом этапе, который необходимо завершить до 2013 года, необходимо разработать инновационную технологию, позволяющую передавать электричество на Землю без проводов. Наиболее перспективным вариантом передачи энергии на планету видятся микроволны, но пока не до конца понятно, как это реализовать на практике.

Европейская компания EADS Astrium видит решение этой проблемы в использовании излучения инфракрасного лазера, в которое преобразуется солнечная энергия. Излучение улавливается на Земле и превращается в электроэнергию. Специалисты Astrium считают, что такая технология решает проблемы безопасности, которые возникают при передаче посредством микроволнового излучения, луч которого напоминает по своим свойствам луч мощного радара. Инфракрасное лазерное излучение не обладает таким биологическим воздействием, что подтвердили уже проведенные эксперименты. В настоящее время разработчики данной технологии видят проблему исключительно в размерах лазера, которые ограничивают мощность передаваемой энергии. Технического директора Astrium рассказал журналистам, что в ближайшие пять лет компания планирует осуществить запуск небольшого экспериментального спутника, который будет рассчитан на пересылку из космоса на Землю 10-20 киловатт энергии.

Сегодня на космическую энергетику возлагают большие надежды правительства многих стран. Перспективы очевидны: такая энергия доступна круглосуточно, ее источник практически вечен, а кроме того, она не загрязняет атмосферу. Кроме того, эффективность космической энергии значительно выше, ведь солнечное излучение, которое поступает на фотоэлементы спутника, гораздо интенсивнее, чем то, которое доходит до солнечных батарей на земле, преодолевая облачность и загрязненную атмосферу.

Проект строительства первой в мире космической электростанции принадлежит компании Solaren. После довольно длительного рассмотрения проект был официально утвержден властями Калифорнии. Планируемая космическая электростанция будет включать несколько спутников, несущих зеркала диаметром 1 км каждое. Эти зеркала будут фокусировать солнечные лучи на группах фотогальванических элементов. Преобразованная в высокочастотное радиоизлучение энергия будет направляться на приемную станцию, расположенную на Земле.

Предположительно электростанция будет запущена в эксплуатацию в 2016 году. Solaren уже заключила первый контракт с компанией Utility Pacific Gas and Electric на поставку электроэнергии в количестве 1.7 ГВт в год на срок 15 лет. Такой выгодный контракт явился прямым следствием постановления властей Калифорнии, которые обязали все энергетические компании штата как можно больше использовать энергию, получаемую от возобновляемых источников энергии. Согласно постановлению, одна пятая часть продаваемой в штате энергии в 2010 году должна быть из возобновляемых источников энергии.

Вслед за Калифорнией космической энергетикой заинтересовались и Японские корпорации Mitsubishi Heavy Industries и IHI. Японцы закладывают на реализацию своих планов более длительные сроки: получать энергию из космоса планируют не позднее 2040 года. Однако их исследования носят достаточно глобальных характер: в разработках участвуют 16 японских промышленных и научных компаний. Предположительная стоимость проекта - 21 млрд долларов.

Компаниями задумано строительство и размещение на орбите Земли крупного космического генератора мощностью 1 ГВт, который постоянно будет производить электричество, передаваемое на Землю. Для этого на высоте 36 тысяч км над нашей планетой разместят солнечные панели общей площадью 4 кв км.

Управляющий директор Института энергетики и экономики Японии Кенцуке Канеико отмечает, что космическая генерация на основе фотоэлектрических панелей может быть очень значимым альтернативным источником энергии, когда ресурсы сжигаемого топлива будут истощены. По прогнозам господина Канеико, 1 гигаватта будет достаточно для энергоснабжения примерно 294 000 частных домов. Оценить стоимость космической электроэнергии пока затруднительно.

На первом этапе, который необходимо завершить до 2013 года, необходимо разработать инновационную технологию, позволяющую передавать электричество на Землю без проводов. Наиболее перспективным вариантом передачи энергии на планету видятся микроволны, но пока не до конца понятно, как это реализовать на практике.

Европейская компания EADS Astrium видит решение этой проблемы в использовании излучения инфракрасного лазера, в которое преобразуется солнечная энергия. Излучение улавливается на Земле и превращается в электроэнергию. Специалисты Astrium считают, что такая технология решает проблемы безопасности, которые возникают при передаче посредством микроволнового излучения, луч которого напоминает по своим свойствам луч мощного радара. Инфракрасное лазерное излучение не обладает таким биологическим воздействием, что подтвердили уже проведенные эксперименты. В настоящее время разработчики данной технологии видят проблему исключительно в размерах лазера, которые ограничивают мощность передаваемой энергии. Технического директора Astrium рассказал журналистам, что в ближайшие пять лет компания планирует осуществить запуск небольшого экспериментального спутника, который будет рассчитан на пересылку из космоса на Землю 10-20 киловатт энергии.

Сегодня на космическую энергетику возлагают большие надежды правительства многих стран. Перспективы очевидны: такая энергия доступна круглосуточно, ее источник практически вечен, а кроме того, она не загрязняет атмосферу. Кроме того, эффективность космической энергии значительно выше, ведь солнечное излучение, которое поступает на фотоэлементы спутника, гораздо интенсивнее, чем то, которое доходит до солнечных батарей на земле, преодолевая облачность и загрязненную атмосферу.

«Звёздные» батареи – ночная альтернатива солнечным 

 Российские ученые-ядерщики совершили еще один прорыв в разработке альтернативных источников энергии, создав батарею, которая днем преобразует энергию Солнца, а ночью – звезд. 
Солнечная энергетика является перспективным направлением, но основная проблема здесь – в невозможности работы установок в темное время суток по понятной причине. Новая уникальная батарея работает 24 часа в сутки, в чем и заключается ее преимущество.
Как рассказал директор центра прикладных исследований ОИЯИ в Дубне Валентин Самойлов, ученые создали новое вещество – гетероэлектрик, благодаря которому батарея может работать на энергии Солнца и звёзд, независимо от погодных условий.

«Эффективность преобразования света в электрический ток у демонстрационного образца в видимой области более чем в два раза выше, чем у обычной солнечной батареи, а в инфракрасной области – в полтора, – объясняет Валентин Самойлов. – А себестоимость гетеро- электрического фотоэлемента ниже, чем у фотоэлемента обычной солнечной батареи».

Презентация «Звездной батареи» состоялась в Дубне в Научном центре прикладных исследований Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ). Разработке ещё предстоит пройти путь от демонстрационного образца к опытной установке, но проведенные опыты уже показали, что батарея эффективна не только при солнечной погоде, но и в пасмурные дни, а также вечером и ночью. Образование в канаде английский язык в канаде.