Редактор Geektimes
900,2
рейтинг
31 марта 2015 в 11:34

Китайские ученые рассматривают возможность создания космической энергостанции



В теории, размещение мощных энергостанций в космическом пространстве может привести к значительному снижению влияния человека на окружающую среду. Сейчас китайские ученые работают над проектом солнечной электростанции, которая может быть размещена на высоте 36000 километров над Землей. Если подобный проект будет реализован, он станет наиболее значительным космическим проектом человека, превзойдя по значению даже проект «Apollo» и МКС с «Миром». Правда, пока что это только проект, и до его реализации еще очень далеко.

Орбитальная солнечная электростанция будет находиться на геосинхронной орбите, а ее главным элементом будут солнечные панели огромной площади. Электричество, вырабатываемое на станции, будет передаваться при помощи микроволнового излучения или лазеров на приемную станцию, находящуюся на Земле. В 1941 году Азимов уже описывал подобную станцию в одном из своих рассказов. Ван Сицзи (Wang Xiji), ученый из Китайской Академии Наук (CAS), а также член Международной Академии Космонавтики утверждает, что в рассказе Азимова есть серьезная научная основа.

Правда, коммерчески выгодной она станет только при одном условии — если площадь солнечных панелей будет 5-6 квадратных километров. Это примерно два Центральных Парка из Нью-Йорка. Скорее всего, с Земли такую станцию будет довольно хорошо видно. Сейчас ученые из различных стран создают собственные проекты подобной станции, предлагая разнообразные варианты. У орбитальной солнечной электростанции есть значительное преимущество перед обычными солнечными станциями: работать такой объект будет 24 часа в сутки, вне зависимости от того, ночь сейчас или день. Производительность солнечных панелей, вынесенных в космос, будет в 10 раз выше, чем производительность аналогичных панелей, находящихся на Земле, утверждает Дуан Байен, член Китайской Инженерной Академии. Дуан считает, что при помощи орбитальной электростанции можно решить проблему нехватки энергии.

США и Япония уже провели оценку возможности создания такой станции на орбите. Ученые Японии сейчас работают над проектом беспроводной передачи энергии, и результаты довольно многообещающие. В Китае также проводили и проводят исследования, имеющие отношение к созданию такой станции. В 2010 году китайцы опубликовали прогноз, согласно которому Китай создаст экспериментальную орбитальную солнечную электростанцию к 2030 году, а к 2050 году будет построена экономически выгодная станция.

Сложности и проблемы



Понятно, что у такого проекта немало проблемных аспектов. В частности, вес станции такого размера будет составлять около 10 тысяч тонн. Но сейчас практически отсутствует возможность доставки подобного груза на орбиту. Редкая ракета может нести груз в 100 тонн. Поэтому нужны мощные ракеты-носители, которые смогут поднимать гораздо более значительный вес.

Вторая проблема — нужны солнечные панели нового поколения, очень тонкие и легкие. Масса панели площадью в 1 квадратный метр не должна превышать 200 граммов — так считает Ван Сицзи.

Третья проблема — доставка энергии на Землю. Станция будет экономически выгодной только в том случае, если КПД передачи энергии при помощи лазеров или микроволнового излучения будет выше 50%.

Тем не менее, китайские ученые уверены в том, что их страна сможет построить электростанцию в космосе. Ли Минг, вице-президент Китайской Академии Космических Технологий, уверен в том, что Китай сможет построить орбитальную станцию к 2020 году, а это откроет возможности для развития космической энергетической промышленности.

Сейчас китайцы работают над созданием сверх-мощных ракет-носителей, которые смогут отправлять в космос значительные грузы.

Зная работоспособность китайцев и их находчивость, можно быть уверенным в том, что Китай таки добьется своего.
marks @marks
карма
167,7
рейтинг 900,2
Редактор Geektimes
Реклама помогает поддерживать и развивать наши сервисы

Подробнее
Реклама

Самое читаемое

Комментарии (23)

  • +3
    И все-таки глядя на такую махину возникают мысли сначала о военном применение.
    • 0
      не надо таки мысли думать.
      • +5
        Почему бы не подумать? Все, что может быть использовано как оружие — однажды будет использовано как оружие.
        Давайте прикинем:
        Увеличительное стекло диаметром 10 см при проецировании на площадь с диаметром 1 мм при ясном небе дает мгновенное обугливание дерева по всей площади светового пятна. Соотношение площадей — 1:10000. Температура обугливания дерева — не ниже 250 градусов.
        Здравый смысл говорит нам, что КПД всего мероприятия по выносу солнечных панелей в космос должно быть выше, чем те же солнечные панели на земле. Из чего следует, что при той же концентрации энергии(соотношении площадей) результат должен быть явно не хуже.

        Предполагаемая площадь панелей — 20 км^2. Т.е. применив то же соотношение, получим 2000 кв.метров. 2000 кв. метров — это, например, площадка 50 х 40 метров. Т.е. примерно хоккейное поле, на котором все живое будет моментально сожжено. При чем, в отличие от взрывчатых веществ, действие может продолжаться неограниченно долго.

        Недостатки: ограниченный радиус применения. Орбита геосинхронная, так что всю планету не удастся накрыть. Эффективность падает по мере отклонения луча от вертикали(рассеивание атмосферой).

        Преимущества — при достаточно точной фокусировке можно сбивать спутники. При чем совершенно не обязательно фокусировать луч непосредственно на площади спутника. Достаточно лишь перегреть его бортовое оборудование до выхода из строя, для чего исключительной точности не требуется. Зеркальное покрытие поможет очень ненадолго, т.к. отражательная способность зеркала — всего порядка 80%.

        Ну и вопрос цены. Речь идет о том, что эта штука будет выгоднее «обычных» электростанций.
        Ок, для грубой оценки возьмем оптовую цену цену в 1000 рублей за мегаватт-час.Или 1 рубль за киловатт-час. Имеем 1350 Ватт с кв. метра на орбите Земли. Или 2,7 * 10^10 Ватт с 20 кв. км. КПД этой штуки в статье обещали 50%. То есть Час работы такой штуки оценочно стоит 1 / 1000 * 2.7 / 2 x 10^10 Рублей = 1.3 x 10^7 рублей. Или 13 миллионов рублей.
        Для сравнения: Цена ракеты С-300 — порядка 30 миллионов. Очень удобное такое оружие самообороны. Находится в постоянной боеготовности, не только не требует денег на обслуживание в мирное время, но даже производит деньги(!).

        Резюме: надо строить, штука полезная.
        • 0
          > 20 км^2

          А теперь представьте, как такую дуру на орбите поворачивать и фокусировать для прицеливания.
          • +3
            Речь в статье идет о солнечных панелях. Которые, само собой, сориентированы на солнце.
            Далее электроэнергия подается на лазер/микроволновый излучатель. Который светит на принимающее устройство. Ну или кому-то на голову.
            Геосинхронная орбита подразумевает, что излучатель придется поворачивать в процессе движения станции по орбите. Более или менее, но — придется. Так что для превращения этой штуки в оружие достаточно лишь увеличить ходы приводов излучателя.
  • +1
    Китай, конечно, работоспособный и находчивый, но законы физики они вряд ли преодолеют. Идея с доставкой энергии с орбиты очень стара, и тем не менее, ещё никто не смог её реализовать.
    И панелей подходящих нет, и весит это всё много. И непонятно, как сильно передача энергии с орбиты будет нагревать атмосферу. Мы тут вроде бы заботимся о всемирном потеплении, а тут ещё дополнительная энергия будет поступать.
    Не говоря уже о том, что будет, если этот энергетический луч смерти случайно пойдёт не на приёмник, а на какой-нибудь город поблизости.
    • +1
      «Ещё никто не смог реализовать» абсолютно все технические изобретения до момента их создания:).

      Тут просто есть несколько бутылочных горлышек, которые нужно раскрыть: стоимость доставки, автоматизация производства, масштабирование… Только после этого может стать актуальной описанная вами проблема «лишней» энергии в тепловом балансе планеты. Так называемое глобальное потепление вызывается не энергией, высвобождаемой от сжигания ископаемого топлива, а накоплением углекислого газа. Так что если с помощью подобных железок удастся относительно быстро сократить углеродные выбросы — результат будет положительным. Более того, такая энергия позволит и пофиксить уже нанесенный ущерб — если использовать ее с умом. Это же не «второе Солнце», его можно и отключать.
    • +2
      Ну почему же сразу «случайно»?
    • 0
      Я думаю многие недооценивают китайцев, они нас часто удивляют, особенно своим строительством
  • +2
    Ванг Хиджи (Wang Xiji)
    По Палладию — Ван Сицзи.

    По теме — такие железяки наиболее полезны будут не так для Земли, как для освоения Марса и более отдаленных уголков Солнечной системы, где энергии не так много. Ну и для строительства всяких промежуточных обитаемых и производственных конструкций.
    • +1
      Имя подкорректировано, большое спасибо.
  • 0
    Масса панели площадью в 1 квадратный километр не должна превышать 200 граммов...

    Тут точно нет ошибки? Иначе получаются панели в ~6000 раз легче воздуха.
    • 0
      воздух трехмерный
      • +1
        Это понятно. Поэтому для расчетов нужно перевести 1 км² панелей в кубические метры.
        Возьмем, к примеру, толщину панелей в один миллиметр. Тогда 1 км² этих панелей будет равен 1000 м³.
        1000 м³ воздуха весит 1220 кг. То есть, соответственно, 1 220 000 грамм.
        Делим 1 220 000 на 200 и получаем разницу в 6100 раз.

        Оно само улетит в сторону космоса. )

        Как-то так…
        • 0
          Да там навскидку выходит порядка миллиона атомов на миллиметр — этого не хватит не то что на миллиметр толщины… этого дажа на один атомный слой не хватит))
          • +1
            И это тоже. Согласен.
            Поэтому и говорю, что неувязочка какая-то.
  • +3
    «1 квадратный километр не должна превышать 200 граммов» — я не спец по физике частиц, но помоему ее слонечным ветром за пару месяцев измахратит в ноль, рассчеты:
    пленка 200 грамм на км2 — это примерно — 10^15 атомов в см2
    солнечный ветер — 10^9 ионов в секунду будет проходить через см2 со скоростью сотни км в секунду
    отсюда получается что за 2 недели через пленку пройдет равное количество заряженных частиц
  • +2
    Была же попытка у СССР осветить Норильск зеркалом (специальной отражающей тканью) зимними ночами. Вроде спутник не смогли вывести на орбиту
    • –2
      Была попытка у немецких нацистов создать орбитальное солнечное оружие по принципу зеркала Архимеда.

      [орбитальное солнечное оружие]

      Этот проект был свёрнут весною 1945 года в силу тяжёлого положения Третьего Рейха.
      • 0
        Mithgol is so Mithgol… Все-таки, он серьезно? Или все-таки стебется? Если стебется — как-то уж очень натурально, а если нет, то лечится ли это?
        • 0
          Серьёзно? Первый спутник был в 57 году запущен, какое орбитальное оружие в 45? Мечтали разве что
          • 0
            Я-то знаю, а вот Мицгол… Такое впечатление, что он правда в это верит.
  • 0
    Цены на недвижимость в Коттенхем-Ньютауне уже упали?

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.