Солнечная энергия по ночам: гигантские космические зеркала смогут перенаправлять солнечный свет на Землю даже после заката

Исследователи пытаются создать отражатели, способные перенаправлять солнечный свет на электростанции на поверхности планеты в любое время дня и ночи

Солнечные электростанции ночью бесполезны, хотя другая сторона планеты в это время освещена. Чтобы не терять эту возможность, команда инженеров из университета Глазго начала разработку проекта использования космических рефлекторов, способных перенаправлять солнечный свет на неосвещённые части планеты, что, возможно, позволит солнечным электростанциям продолжать работать и по ночам.

Инициатива под названием Solspace уже получила грант в размере €2,5 млн от Европейского исследовательского совета (ЕИС) на пятилетние исследования, посвящённые работе солнечных электростанций по ночам.

На первый взгляд, идея простая: большие и сверхлёгкие отражатели, находящиеся на орбите вокруг планеты, будут отражать солнечный свет на солнечные электростанции, находящиеся на Земле и работающие в штатном режиме. Отражатели увеличат выработку ЭЛ, в особенности на рассвете и на закате, когда выход энергии уменьшается из-за падения освещённости, а запрос на энергию вырастает.

Проект пока находится в зародыше, и при этом многое остаётся непонятным. Пока команда взвешивает варианты – выводить на орбиту небольшое количество крупных отражателей, или большое количество мелких. Надо будет порешать и другие задачи: чтобы нацелить отражатели на определённую солнечную электростанцию, спутнику нужно будет висеть относительно низко. Но низкая орбита затрудняет одновременную нацеленность и на Солнце, и на электростанцию – а это геометрическое расположение является ключом к успеху эксперимента.

“Пока ЕИС финансирует чисто теоретические изыскания, – пояснил редакции Колин Макиннес, профессор машиноведения из университета Глазго, основатель проекта Solspace. – До развёртывания рабочей системы пройдёт ещё много лет, но сейчас пришло время исследовать технологии, которые смогут поддержать системы выработки чистой энергии в будущем”.

В 2018 году солнечная энергия во всём мире дала 585 ТВт энергии, при общемировом потреблении энергии в 157 000 ТВт (0,003%). Но Национальное космическое сообщество утверждает, что сегодняшние технологии используют лишь малую долю солнечной энергии, существующей в космосе, и что потенциал получения “чистой” энергии от Солнца по большей части не исследован.

На раскрытие этого потенциала за последние полвека работало множество исследовательских команд. Среди первых был российский проект “Знамя“, запущенный в 1992 году, в котором хотел использовать космическое зеркало для подсветки частей Земли светом, яркость которого была бы эквивалентной нескольким полным лунам.

Позднее японцы сообщили о 15-летнем плане по превращению космической солнечной энергии в полезную энергию на Земле, однако их концепция немного отличается от предложенной Макиннесом. Вместо перенаправления солнечного света на накопители на поверхности планеты, японское агентство аэрокосмических исследований JAXA работает над запуском в космос электростанций, которые должны превращать солнечный свет в микроволны, а потом направлять энергию вниз по лазерному лучу. JAXA рассчитывает построить электростанцию на 1 ГВт к 2031 году, а к концу 2030-х запускать по одной электростанции в год.

Китайское правительство рассматривает ту же концепцию, и к 2030 году надеется запустить в космос солнечную электростанцию, способную генерировать не менее 1 МВт электричества, а к 2050-м годам иметь в космосе электростанции промышленной мощности. В последние годы аэрокосмические инженеры из Глазго также работали в международном проекте по запуску больших электростанций в космос, способных получать энергию из солнечного света и отправлять её на Землю.

Непомерная стоимость запуска объектов на орбиту объясняет, почему пока что отправка солнечных электростанций в космос не является нормой. Проект Solspace, по словам Макиннеса, “сильно отличается от других”, поскольку большая часть инфраструктуры электростанции останется на земле. “Космическая инфраструктура будет состоять только из крупных и лёгких отражателей”, – добавил он.

Зарегистрируйтесь с промокодом в системе каршеринга, и на ваш счёт зачислят бонусы.

YouDrive и YouDrive litea8Yh6e
BelkaCarTMGA3338

Оплатите подписку, и реклама отключится

Запуск даже лёгких, но больших отражателях на орбиту всё равно сопряжена с большой стоимостью и техническими сложностями. Поэтому Макиннес с командой исследуют новые методы строительства объектов прямо в космосе. Одна из технологий, напрашивающихся для этой цели – 3D-печать.

“Мы будем вырабатывать методы изготовления сверхлёгких отражателей на орбите, которые не нужно сворачивать, а потом разворачивать после сложностей запуска, – сказал Макиннес. – Мы считаем, что можно развернуть сверхлёгкие объекты на орбите, изготавливая их, например, при помощи технологий 3D-печати”.

НАСА уже тестирует 3D-принтеры на борту Международной космической станции, с целью создания компонентов и расходных материалов для долгосрочных миссий. Эта технология, которую инженеры агентства назвали “мастерская 3D-печати по запросу“, могла бы кардинально уменьшить стоимость и время отправки объектов с Земли к астронавтам.

Макиннесу с командой пока что предстоит сделать ещё очень многое до того, как Solspace превратится в реальность. “Кроме решения инженерных задач, мы будем изучать вопросы интеграции системы с наземными энергетическими комплексами, а также проводить экономическое моделирование”, – сказал исследователь.

“Но комбинация из уменьшения стоимости запуска, появления орбитальных методов производства и будущий спрос на чистую энергию говорит о том, что время данного проекта пришло”, – добавил он. В случае успеха космический проект Макиннеса мог бы значительно увеличить эффективность наземной солнечной инфраструктуры и выход чистой энергии.

Источник

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

 274 total views,  3 views today