Солнечная энергия из космоса: энергетика будущего?

23 Декабря 2014 в 14:00, Илья Хель 8 219 просмотров 37

Энергия из космоса

В космосе нет атмосферы, там никогда не идет дождь, а на геостационарных орбитах никогда не наступает ночь: это идеальное место для солнечной электростанции, которая будет собирать энергию 24 часа в сутки, 365 дней в году. Эта идея появилась еще в 1940-х годах, когда Айзек Азимов предложил идею роботизированной космической станции, которая будет доставлять энергию на Землю с помощью микроволн.

Сегодня эта идея постепенно переходит из разряда научной фантастики в научную реальность.

Чистая энергия сверху

США, Китай, Индия и Япония уже разрабатывают собственные проекты, которые будут включать роботизированные массивы солнечных батарей, которые будут направлять на Землю гигантское количество чистой и возобновляемой энергии без проводов.

Некоторые варианты предполагают отправку до 1 ГВт энергии с помощью лучей на Землю — этого достаточно для питания крупного города. По мнению Пола Яффе, космического инженера из Научно-исследовательской лаборатории ВМС США, концепция абсолютно обоснована научно.

«NASA и Министерство энергетики США провели исследование в конце 70-х годов, которое обошлось им в 20 миллионов долларов, и подробно изучили концепцию, — говорит Яффе. — На тот момент все пришли к выводам, что проблем с физикой нет никаких, но есть вопросы по части экономики».

Основная проблема — это стоимость ряда космических запусков, которые необходимы для строительства спутника, передающего энергию. Учитывая стоимость запуска в 40 000 долларов за килограмм в некоторых случаях, конечная цена первой космической солнечной электростанции может достигать 20 миллиардов долларов.

Частные подрядчики

По мере того как мы входим в эру частного освоения космоса, что значительно снижает стоимость запуска, основная физика говорит о том, что доставка грузов в космос остается чрезвычайно дорогой.

«Эта тема пересматривается каждые 10 лет, когда технологии меняются, а значит меняется и экономическая сторона вопроса».

Яффе говорит, что война на Ближнем Востоке дала новые импульсы развитию космических солнечных станций, поскольку научные инженеры столкнулись с проблемой доставки энергии во враждебные районы. Многочисленные и спрятанные приемники могли бы улавливать космическую энергию и обеспечивать военных, которым не пришлось бы тащить опасные и дорогие дизельные генераторы по воде или воздуху.

«Если бы вы могли добывать электричество из космоса, вы наверняка задумались бы».

Вопросы безопасности

Есть два способа доставки энергии на Землю: в форме лазерных лучей или микроволн.

Вариант с лазерными лучами включает отправку небольших передающих лазеры спутников в космос и относительно низкую стоимость, от 500 миллионов до 1 миллиарда долларов. Самособирающиеся спутники еще больше снизят расходы, а лазеры небольшого диаметра будет довольно легко собирать на Земле.

Но с выдачей от 1 до 10 МВт понадобится много спутников для обеспечения достаточного количества энергии. Кроме того, у спутников будут проблемы с лазерной передачей во время облачной или дождливой погоды.

Вариант с микроволнами предполагает беспрепятственную передачу во время дождя, снега или других атмосферных условий и сможет передавать гигаватты энергии.

Микроволновая технология, по словам Яффе, существует много десятилетий: еще в 1964 году ученые смогли передать энергию на вертолет с помощью микроволн. Яффе говорит, что при большой области передатчика микроволны будут настолько рассеяны, что не будут представлять опасность для жизни. Но главным их недостатком остается необходимость сотни запусков в космос, которые позволят построить космическую станцию. Все это выливается в десятки миллиардов долларов.

«К сожалению, стоит отметить, общество не очень любит микроволны и лазеры, поскольку микроволны чаще ассоциируют с микроволновками на кухне, а лазеры — с космическими сражениями в научной фантастике».

Энергетический сэндвич

Исследование Яффе, о котором мы уже писали, сосредоточено на так называемых «сэндвичных модулях» — элемента солнечных батарей, которые преобразуют солнечный свет в энергию. Одна сторона «сэндвича» получает солнечную энергию с помощью фотоэлектрической панели, электроника в центре преобразует ток в радиоволну, а антенна на другой стороне отправляет пучок на землю.

«Люди, наверное, не знают, что радиоволны могут передавать энергию, — говорит Яффе. — Поскольку привыкли думать о радио в контексте связи, телефонов или телевизоров. Они не задумываются о том, что радиоволны могут передавать энергию».

Несмотря на то, что все технологии уже доступны для оснащения космической солнечной батареи, Яффе считает, что первая такая станция появится еще нескоро. Даже несмотря на то, что японцы сделали такую станцию одним из столпов своей космической программы.

«Без научно-исследовательской базы, которая у нас, в США, к примеру, исследует энергию термоядерного синтеза, едва ли мы добьемся прогресса. Если японцы добьются успеха в ближайшие пять лет, люди могут заговорить о том, почему мы ничего не делаем».

В конечном итоге, говорит Яффе, сложно сказать, что эта идея жизнеспособна, пока вы на самом деле не попробуете ее реализовать.

Солнечная энергия из космоса: энергетика будущего?

Приложение
Hi-News.ru

Новости высоких технологий в приложении для iOS и Android.

37 комментариев

  1. Stift1123

    Интересно можно ли использовать энергию дождя ? Например в тех местах где в год выпадает много осадков, покрытие которое превращало бы удары капель в электричество . (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

    • Hell-Fire

      Впринципе можно, от энергии ходьбы удалось получить, но опо моему дороговато. В принципе легче сделать стоки воды, по типу устьев реки(или притоки, я плохо помню, что в школе учил) и направлять воду в один канал, она разгонится, а вконце соорудить что-то на подобие гидроэлектростанции. (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  2. Hell-Fire

    Врятли 1 гигаватт это безвредно. Если будет сильно рассеяны волны, то приёмник энергии получать будет мало, разве-что на уровне беспроводных зарядок, если сконцентрировать всё, то будет небезопасно (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  3. puzan4ik

    Если привести аналогию с микроволновкой.. То как то стремно получается.. Если мы разогреваем еду, то она нагревается, но при этом теряет очень много влаги... С человеческим организмом будет тоже самое.. Ученым быть не нужно, что бы понять что такое количество энергии не может быть безвредным.. (отправлено из iOS приложения Hi-News.ru)

  4. Archer

    Прежде всего это можно использовать как оружие. (отправлено из iOS приложения Hi-News.ru)

  5. Jeremy

    Я думаю вы слишком размечтались (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

  6. lkm80

    Уже обсуждали подобное ранее, ответ один и тот же... (отправлено из iOS приложения Hi-News.ru)

  7. deepresss

    У нас еще нефть не закончилась, но думать о будущем уже стоит! (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  8. Alexx

    "на геостационарных орбитах никогда не наступает ночь" - што?

  9. Tor

    Мне кажется лучше фокусировать Солнце. Для наших северных широт очень даже бы пригодилось. Половину года жить без солнечного света... стальные нервы нужно иметь, и здоровье.

    • Hell-Fire

      И поджаривать северян )))

      Там для экологии будет плоховато. Свет всётаки воздух прогревать будет, а таяние снега не есть хорошо для севера (отправлено из приложения Hi-News.ru)

      • Tor

        Ничего подобного, в планетарном масштабе это ничто. Речь ведь идёт не об освещении всей северной части РФ, а только отдельных населённых пунктов. Только представьте, солнце, электричество, тепло - всё это элементы развития крайнего севера, который необходимо осваивать и заселять. А всякие там базы на Луне или собственная космическая станция - сегодня выглядит как верх популизма.

        • Hell-Fire

          Ну, если только отдалённые пункты, то да, но как только станет такая энергия дещевле земных источников, то начнут освещать и более крупные города, которым этот гигават только на лампочки. И врятли будет долетать больше 90%(хотя очень оптимистично это) энергии, т.е. то что атмосфера грубо говоря эту энергию раньше отражала, теперь она будет проникать внутрь и сам понимаешь, что по немногу будут подкрадываться проблемы, хоть я и надеюсь, что технология поможет с энергетическими проблемами. P.s. может будем в будущем воду отправлять в космос, замораживать и отправлять в арктику, для охлаждения планеты?))) (отправлено из приложения Hi-News.ru)

    • u177

      Затопит всех, зато счастливые будем в тепленькой соленой водице плескаться. (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

  10. 3DPascal

    Туго будет в России. Нынешнее падение рубля это ничто, по сравнению с тем, что произойдет через 10-20 лет.

    • Hell-Fire

      Не сильно таки и упал, поднялся ведь))) плюс начали нападать на танкеры и хранилища, сейчас опять подскочит. (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  11. germanyru

    Не это не выход, на тогда придется в фольге ходить или что там отражает эти волны. (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

    • Hell-Fire

      Домп будут строится по принципу клетки фарадея, и работать всё будет при подключении розеток к ней-же))) (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  12. 1kaalex161

    Надо энергию полученную в космосе загонять в мощные энергоёмкие конденсаторы-а их транспортировать на землю разными способами....-ну и так далее.
    (отправлено из iOS приложения Hi-News.ru)

    • Hell-Fire

      Где-бы их достать для начала) (отправлено из приложения Hi-News.ru)

      • 1kaalex161

        Думаю что уже есть множество изобретений-рац.предложений;которым до сих пор не нашли применения-просто потому что тот кому это необходимо,не знает о их существовании.и пылятся на полках лабораторий,мастерских.Есть вариант,использовать самолёт-космический челнок,онже и есть один большой конденсатор Электро энергии.Естественно в беспилотном автоматическом режиме.многоразового использования. А если сделать конденсатор-стекловолоконный,то получится очень интересно-что,какой продукт и в каком количестве мы аккумулируем??

        • Hell-Fire

          Просто ещё одна проблемка. Сейчас на орбиту дороговато даже 1кг груза забрасывать. Пока не придумают способ доставки подешевле, походу одна надежда, на беспроводную доставку( (отправлено из приложения Hi-News.ru)

          • 1kaalex161

            С Вами согласен-но как это отразится на озоноом слое?,и всего что попадёт-пролетит;птицы,самолёты...??

            • Hell-Fire

              Я выше об этом писал... Скорее всего хреново если людям понадобится сотня таких станций. Процентов 10-...дцать будет поглащаться исенно этим слоем (отправлено из приложения Hi-News.ru)

              • 1kaalex161

                И поглощаться и разрушаться этот защитный слой земли. Да вы написали выше-я лиш повторил для констатации факта. А вот если для начала хотя бы освещать(об этом тоже было написано) ,заполярные города-день/ночь,;при помощи зеркал расположенных в космосе или на орбите-вообщем пор нужным ракурсом. Здесь я Свами-И надеюсь,экология не пострадает,и цивилизация выиграет. А насчёт доставки из космоса-есть варианты,и по мере развития событий -появляются новые и хорошо забытые старые. Но кому это надо?вам скажут-"ты что хочеш быть умнее целого НИИ"??все работают под реальные субсидии;а мы-альтруисты,здесь для них темы разрабатываем. Хотя без этого общения,вообще мрак несусветный.

                • Hell-Fire

                  Само странное, чтоб быть альтруистом, нужно завалить сотню-другую таких проектов, заработать на своём и тогда поддержать вот такие разработки=/ (отправлено из приложения Hi-News.ru)

                  • 1kaalex161

                    Ок. Вот если бы какой-то фонд открыл сбор РАЦ-предложений по темам,с обсуждением как сейчас.и естественно эта группа людей чьи идеи,предложения,советы вместе дали рельную картину,для дальнейшем применении в работе того же НИИ; из того фонда получат дивиденды-материальная заинтересованность хороший стимул,даже для того человека который думает:"вот я придумал что то ,ещё сам не понял куда пригодится"-и представит к обсуждению. ??

  13. userkc

    нефть это основа биосферы.
    закончится нефть , биосфера сожмется.
    как астероиде жить мы не сможем.

Новый комментарий

Для отправки комментария вы должны авторизоваться или зарегистрироваться.