Майбутнє космічної енергетики – сонячні електростанції

0
250
1 бал2 бали3 бали4 бали5 балів6 балів7 балів8 балів9 балів10 балів (1 голос(-ів), середній бал: 10.00 з 10)

Жителі нашої планети щодня зустрічають схід Сонця, не замислюючись, яким щастям вони обдаровані. Його колосальної енергії вистачить, щоб забезпечити не тільки теплом, але і електрикою всіх споживачів. Залишилася справа за малим – створити сонячні електростанції навколо Землі. Адже наша зірка в навколоземному просторі світить цілодобово, а густина не розсіяної атмосферою енергії в 15 разів більше. Єдина проблема полягає в тому, як доставити електроенергію з орбіти на поверхню планети.

 

Майбутнє космічної енергетики – сонячні електростанції

Думка про виведення на орбіту енергогенеруючих потужностей не нова. Вперше її опублікував в пресі російський вчений П.А.Варваров. Підтримав його думку американський колега П.Є. Гпейзер. В результаті сформувалася концепція, що має свої переваги і недоліки.

Для початку необхідно розробити надійні конструкції, доставити їх на орбіту і розгорнути там. Ефективність і рентабельність функціонування сонячних компонентів буде забезпечена в тому випадку, якщо площа перетворювачів тепла в електрику складе 100 кв. км. і більше. Але, щоб вивести тисячі тонн елементної бази електростанції, необхідно стільки ж рейсів “Протонів”, “Шатл” та інших кораблів. Сьогодні це просто нереально. Тим більше, американські «човники» не виправдали своїх надій і припинили свою роботу.

Інша проблема, яким чином постачати електричну енергію на Землю? Ще в 1965 році спробували передати порцію електрики з однієї вершини гори на сусідню. Її вистачило на живлення  гірлянди лампочок. Лише до кінця XXI століття, можливо, вдасться здійснити транспортування близько 100 Тетра Ватт, що можна порівняти з потужністю Ніагарського водоспаду. Технологічні можливості змінюються занадто швидко. Однак швидкість таких перетворень все-таки недостатня для оптимістичного майбутнього орбітальних електростанцій.

Після успішних пілотованих американських і безпілотних радянських вояжів на Місяць, коли ті й інші доставили зразки місячного каменю, виникла альтернатива навколоземних генераторам. Вчені задумалися над темою систем електропостачання, розташованих на поверхні природного сателіта. Справа в тому, що ґрунт нашого супутника  хороший будівельний матеріал і може стати джерелом енергії для космічних баз.

Приймаючи до уваги всі наведені факти, фахівці розглядають три варіанти, коли сонячні електростанції забезпечуватимуть Землю з космічного простору. Один з них розрахований на будівництво кількох сотень сонячних енергопідприємств потужністю до 10 тис. Мвт. на геостаціонарній орбіті. На Місяці встановлюється гірниче обладнання для розробки породи. Там же виробляються елементні складові станцій і доставляються на орбіту за допомогою кораблів, двигуни яких використовують паливо на основі місячного ґрунту. Маса селенових апаратів виявиться в десятки разів менше, що знадобилося б для виконання такого ж обсягу робіт наземних аналогів.

Інший варіант передбачає будівництво великих СВЧ-систем з фотоелектричними трансформаторами. Якщо потужність станції становитиме 1 ГВт., то розміри випромінюючих комплексів досягнуть 100 км. На орбіті Селени будуть розташовані відбивачі сонячної енергії, а на навколоземній – СВЧ-відбивачі, які ретранслюватимуть енергію на Землю. Розгортання станцій загальною потужністю до 10 ТВт. затягнеться на термін 30 років. За цей час необхідно переробити до 300 млн. тонн місячної породи і побудувати до 200 млн. тонн споруд на орбітах Землі і Місяця.

Третій варіант розрахований на промислову розробку ізотопу гелію, який буде переправлятися на Землю для використання в термоядерних реакторах або використовуватися на місячних станціях. У цих випадках виробництво гелію супроводжується попутнім виготовленням цінної сировини:  водню, метану, азоту та інших необхідних елементів.

 

Основні віхи у розвитку космічної енергоіндустріі

Хід освоєння найближчого космосу в енергетичних цілях розрахований на кілька етапів. З 2000 по 2015 рік проводилися теоретичні дослідження з енергетичного постачання деяких районів планети з космосу і розрахунок можливості пілотованих польотів на Місяць з метою облаштування поселення з 10 чоловік. На земній низькій орбіті заплановано створити сонячні електростанції потужністю до 1 МВт. Такі системи виводяться в космос за допомогою ракет-носіїв типу “Енергія”. Дві подібні електростанції забезпечать світлом кілька поселень в районах Крайньої Півночі та Сибіру. Вони можуть замінити сучасні ізотопні радіомаяки, метеостанції. Енергія повинна накопичуватися в акумуляторних батареях і передаватися через СВЧ-пристрої на Землю.

З 2015 по 2030 рік планується  здійснити проект нічного освітлення заселеної поверхні планети, подачу електроенергії в райони стихійного лиха і на транспортні засоби. Після 2030 року заплановано поліпшення місячної інфраструктури системи енергопостачання і повне задоволення в енергії потужностей планетарного масштабу.

 

Можливі наслідки розвитку космічної енергетики

Всі проекти, які розглядають космічну альтернативу земної енергетики торкаються проблеми безпеки для природи і людини. Передача енергії сьогодні можлива за допомогою СВЧ-хвиль і лазерів.

Перші набагато ефективніші. Їх ККД більший і вони простіші, ніж лазерні системи. Але СВЧ-пучок створює в атмосфері іонізованих канал, небезпечний для всього живого, на відміну від світлового променя лазера. Вчені сподіваються, що з часом будуть знайдені механізми з нейтралізації шкідливого впливу високоенергетичних випромінювачів і, навіть, вони принесуть користь у вигляді знищення небезпечних фреонів, що є однією з причин «парникового» ефекту і інших негативних явищ.

Сонячні електростанції значно знизять екологічне навантаження, що виникає в результаті роботи атомних, теплових і гідроелектростанцій.

БЕЗ КОМЕНТАРІВ

Увійти за допомогою: 

НАПИСАТИ ВІДПОВІДЬ

Увійти за допомогою: