Космические солнечные электростанции на базе лазерного канала передачи энергии

Гораздо больше, чем холодный и безжизненный космос, вы любите бескрайнюю водную гладь, под которой так и бурлит жизнь. Именно поэтому вам просто необходимо посетить страницу http://tentnakater.ru/tent-na-kater.html. Здесь вы сможете заказать тент на свой катер, который позволит вам сделать речные прогулки еще более комфортными и увлекательными.


072215 1803 4 Космические солнечные электростанции на базе лазерного канала передачи энергии

Хотя СВЧ-канал передачи энергии обладает высоким КПД и малым поглощением в атмосфере, относительно большая длина волны излучения влечет за собой и большую расходимость пучка, что требует создания наземных ректенн с большой площадью и практически исключает возможность передачи энергии на подвижные объекты (ИСЗ, межорбитальные транспортные аппараты, подвижные наземные объекты и т.п.) вследствие низкой степени улавливания передаваемой энергии приемным устройством потребителя. Поэтому, как было показано выше, системы энергоснабжения Земли из космоса на основе СВЧ-канала передачи энергии обладают ограниченной конкурентоспособностью и их использование становится актуальным лишь при некоторых условиях развития наземной энергетики. А между тем создание систем передачи энергии типа космос-космос является важным шагом в отработке технологии беспроводной передачи энергии, поскольку позволяет довести до летной эксплуатации все основные элементы системы при использовании малых и умеренных мощностей в составе космических средств, имеющих собственное целевое назначение (системы межорбитальной транспортировки и т.п.). Поэтому рассматриваются и системы передачи энергии на основе мощных лазерных установок с длиной волны излучения от 0,5 до 10 мкм, что позволяет создать направленный пучок с существенно меньшей расходимостью, чем микроволновой, и использовать приемные устройства значительно меньшей площади.

 

Другое достоинство лазерной системы передачи энергии, связанное с незначительной расходимостью луча, — возможность использования зеркальных ретрансляторов сравнительно небольших габаритов и масс. При передаче энергии на Землю такие ретрансляторы могут быть размещены на геостационарных или высокоэллиптических орбитах, в то время как собственно КСЭС достаточно вывести на низкую геоцентрическую солнечно-синхронную орбиту, что позволит снизить затраты на транспортировку при создании станции.

 

072215 1803 5 Космические солнечные электростанции на базе лазерного канала передачи энергии

Наконец, при обратном преобразовании энергии лазерного излучения в электроэнергию могут быть использованы разнообразные устройства, такие, как фотоэлектрические преобразователи, тепловые двигатели, термоэмиссионные и фотохимические преобразователи, оптические диоды и т.п., причем принципиально достижимый КПД некоторых из них, в частности фотоэлектрических преобразователей монохромного излучения, близок к единице. На практике многопереходные ФЭП на основе GaAs имеют КПД -40% (для солнечного спектра), а в случае преобразования концентрированного излучения прогнозируется КПД до 70% [6.42]. Учитывая высокую монохромность лазерного излучения, КПД даже обычных ФЭП, использующих кремний, может достигать 30-40%. Специализированные ФЭП, рассчитанные на работу в узком участке инфракрасного диапазона, обладают высоким КПД (до 49%) даже в однопереходном исполнении [6.43]. Высоким КПД обладают так же тонкопленочные ФЭП на основе полупроводников с алмазоподобной структурой. Удельные массы ФЭП в современном исполнении составляют 4-6 кг/м2 с прогнозом до 2-3 кг/м2.

Таким образом, приемники лазерного излучения могут обладать высоким КПД при сравнительно малых габаритах и массах, что делает возможным использование принципа беспроводной передачи энергии не только для КСЭС, снабжающих энергией наземных потребителей, но и для систем космос — космос.

Один из основных недостатков использования лазерного излучения для передачи энергии из космоса на Землю связан с относительно высоким уровнем поглощения атмосферой и облаками. Однако проблема поглощения атмосферными газами и естественной дымкой может быть частично решена за счет выбора частоты излучения с учетом окон прозрачности земной атмосферы и размещением ректенн на высотах более 2-3 км над уровнем моря. Что касается облачности, на Земле существуют районы, в которых среднестатистическое количество безоблачных дней позволяет использовать более 97% продолжительности года для передачи энергии на расположенные на некотором удалении один от другого приемные пункты. В перспективе возможен радикальный способ решения проблемы — локальное управление погодой в районе размещения приемных ректенн.

 

072215 1803 6 Космические солнечные электростанции на базе лазерного канала передачи энергии

Возможность фокусировки излучения в достаточно узкий пучок упрощает также решение проблемы воздействия на окружающую среду.

 

Таким образом, КСЭС на базе лазерного канала передачи энергии представляются не менее, а, возможно, и более перспективными, чем КСЭС на основе СВЧ-канала. Лазерный канал является предпочтительным для создания систем передачи энергии космос-космос.


Найти на unnatural: Космические солнечные электростанции на базе лазерного канала передачи энергии
Автор: admin | 19 Август 2015 | 117 просмотров

Новые статьи:

Оставить комментарий:

Все размещенные на сайте материалы без указания первоисточника являются авторскими. Любая перепечатка информации с данного сайта должна сопровождаться ссылкой, ведущей на www.unnatural.ru.
Rambler's Top100