·
·
Технологии и наука
Китайские учёные создают систему космической солнечной энергетики с передачей энергии с геостационарной орбиты на Землю.
Учёные и инженеры на протяжении многих лет отмечают перспективы космической солнечной энергетики для решения проблем дефицита энергии на Земле.
В университете Сидиань в Китае ведутся разработки технологий, позволяющих собирать солнечную энергию в космосе и передавать её на Землю без проводов.
Проект под названием «Жури» («В погоне за солнцем») направлен на создание систем, способных передавать энергию с геостационарной орбиты, расположенной более чем в 36 000 километрах от поверхности планеты.
На кампусе университета в Сиане, провинция Шэньси, доцент Фань Гуаньхэн и его команда продемонстрировали ключевые компоненты своей технологии космической солнечной энергетики.
Используя куполообразное зеркало диаметром 4,8 метра, подвешенное на 75-метровой башне, они концентрируют солнечный свет на солнечные панели.
Полученная электроэнергия преобразуется в микроволны и передаётся на расстояние в 100 метров к ректенне, которая преобразует их обратно в пригодную для использования энергию.
По данным экспертной комиссии, проведённой в прошлом месяце, недавние испытания достигли передачи мощности на уровне киловатт и показали возможность одновременного направления энергии на несколько движущихся целей.
Исследователи также экспериментируют с линзами Френеля шириной от 2 до 7 метров, которые эффективно фокусируют свет при меньшем расходе материала и используют охлаждающие жидкости для управления теплом.
В интервью South China Morning Post Фань описал процесс в три этапа: концентрация света, преобразование и передача микроволн, а затем выпрямление. Испытания проводились в часы максимальной солнечной активности с 10 утра до 3 часов дня.
Космическая солнечная энергетика обладает существенными преимуществами по сравнению с наземными установками. Плотность солнечной энергии на орбите может быть в шесть раз выше, чем на поверхности Земли, при этом она не зависит от циклов ночи, погодных условий и атмосферных помех.
«Поэтому космическая солнечная энергетика рассматривается как потенциальный выход из энергетического кризиса на Земле», — отметил Фань.
Руководителем нового проекта является Дуань Баоян, инженер-электромеханик и бывший президент университета Сидиань.
Вдохновлённый в 2012 году концепцией NASA SPS-ALPHA, основанной на модульных спутниковых массивах, Дуань планирует создание крупных систем. Станция мощностью в один гигаватт, достаточная для снабжения среднего города, потребует зеркал площадью в сотни метров.
Тем не менее, остаются задачи по обеспечению развёртываемости складных или само-собирающихся конструкций, точному наведению микроволнового луча и безопасности для авиации и окружающей среды.
В новой конструкции университета Сидиань используются модульные блоки, летающие в строю, вместо одной массивной структуры, что повышает устойчивость и облегчает обслуживание.
Данные усилия Китая ставят страну в число лидеров в области космической солнечной энергетики наряду с США и Японией.
Хотя долгосрочной целью остаётся развертывание на орбите, ближние перспективы включают беспроводную зарядку спутников на орбите и обеспечение энергией лунных баз с орбиты или поверхности Луны.
Для команды следующим приоритетом является привлечение финансирования для орбитальных экспериментов. В случае успеха технология сможет обеспечить непрерывное, высокоэффективное и чистое энергоснабжение, изменив мировую энергетическую систему.
