Сочинение на тему Космическая фотогальваника

Эффективность солнечной батареи можно улучшить, используя новые материалы для фотоэлектрических элементов и солнечные концентраторы, которые усиливают падающий солнечный свет. Фотоэлектрические концентраторы солнечных батарей для питания первичного космического корабля представляют собой устройства, которые усиливают солнечный свет на фотоэлектрических элементах. Эта конструкция использует плоскую линзу, называемую линзой Френеля, которая отбирает большую площадь солнечного света и концентрирует ее на меньшем пятне. Тот же принцип используется для запуска огня с увеличительным стеклом в солнечный день. Солнечные концентраторы помещают одну из этих линз поверх каждого солнечного элемента. Это фокусирует свет от большой площади концентратора до меньшей площади ячейки. Это позволяет уменьшить количество дорогих солнечных элементов на величину концентрации. Концентраторы работают лучше всего, когда есть единственный источник света, и концентратор может быть направлен прямо на него. Это идеально в космосе, где Солнце является единственным источником света. Солнечные элементы являются самой дорогой частью солнечных батарей, а массивы часто являются очень дорогой частью космического корабля. Эта технология может позволить значительно сократить расходы за счет использования меньшего количества материала.

Использование космической фотоэлектрической энергии в космической солнечной энергетике

Космическая солнечная энергия (SBSP) – это концепция сбора солнечной энергии в космическом пространстве и ее распределения на Земле. Космическая солнечная энергия – это энергия будущего. Он генерируется солнечными энергетическими спутниками, также известными как «powerats», и энергия передается беспроводным способом на приемные станции на поверхности Земли. Существуют как преимущества, так и недостатки, связанные с этим средством выработки электроэнергии.

Концепция SBSP привлекательна тем, что у космоса есть несколько основных преимуществ по сравнению с поверхностью Земли для сбора солнечной энергии: это всегда солнечный полдень в космосе и полное солнце. Это означает, что на солнечную энергию практически не влияют дневные и ночные циклы солнца. На поверхности Земли солнечные панели могут собирать солнечную энергию не более 9 часов в день, а при наличии облачного покрова это число становится еще ниже. Из-за отсутствия препятствий, таких как атмосферные газы, облака, пыль и другие погодные явления, на поверхности, собираемые поверхностями, может наблюдаться гораздо более интенсивный солнечный свет. Следовательно, интенсивность на орбите составляет приблизительно 144% от максимально достижимой интенсивности на поверхности Земли. Спутник может освещаться более 99% времени и находиться в тени Земли максимум 72 минуты в ночь в весеннее и осеннее равноденствия в местную полночь. Находящиеся на орбите спутники могут подвергаться воздействию постоянной высокой солнечной радиации, обычно в течение 24 часов в день, тогда как солнечные панели на поверхности Земли в настоящее время собирают энергию в среднем на 29% в день. Власть может относительно быстро перенаправляться непосредственно в те области, которые в ней больше всего нуждаются. Возможно, собирающий спутник может направлять мощность по требованию в различные местоположения на поверхности в зависимости от географической базовой нагрузки или потребностей в пиковой нагрузке. С очень крупномасштабными реализациями, особенно на малых высотах, это потенциально может уменьшить входящее солнечное излучение, достигающее поверхности Земли. Это было бы желательно для противодействия последствиям глобального потепления.

Однако концепция SBSP также имеет несколько проблем: большие затраты на запуск спутника в космос (может стоить от 10 до 400 миллионов долларов в зависимости от используемого транспортного средства). Небольшая ракета-носитель, такая как ракета Pegasus XL, может поднять 976 фунтов (443 килограмма) на околоземную орбиту примерно за 13,5 миллиона долларов. Техническое обслуживание наземной солнечной панели относительно простое, но строительство и обслуживание солнечной панели в космосе, как правило, выполняются телеоботозом. Помимо стоимости, космонавты, работающие на геостационарной орбите Земли, подвергаются недопустимо высокой радиационной опасности, риску и стоимости примерно в тысячу раз больше, чем та же задача, выполняемая с помощью телеработы. Космическая среда враждебна; Панели страдают примерно в 8 раз больше, чем на Земле (за исключением орбит, защищенных магнитосферой). Космический мусор представляет собой серьезную опасность для крупных объектов в космосе, и все крупные конструкции, такие как системы SBSP, упоминаются в качестве потенциальных источников орбитального мусора. Огромные размеры и соответствующая стоимость приемной станции на земле. Потери энергии во время нескольких фаз преобразования из «фотона в электрон обратно в электрон», как заявил Элон Маск (основатель SpaceX – производителя и перевозчика космической техники).