Слънчеви панели в космоса

Тази идея е по-стара дори от космическата програма. Представете си денонощна и неограничена мощност. В края на лятото Caltech обяви, че са отделени крупни суми за насърчаване развитието на космическата енергия. Не за първи път някой се посвещава на подобна идея. Много компании се стремят да изградят подобна перспектива за бъдещото ни снабдяване с енергия. Някои са разработили необходимия свръхлек фотоволтаичен хардуер, други наблягат на хардуер за преобразуване на захранването.

Колективният опит е от решаващо значение за създаването на дизайн, който има значителна промяна в мисленето в сравнение с по-ранните идеи. В космоса ефективността сама по себе си не е ключов параметър. Нужно е минимизиране на масата на единица площ и общата маса на полезния товар.

Пътуваща светлина

Увеличаването на специфичната мощност с няколко порядъка изисква преразглеждане на някои важни предположения. Повечето фотоволтаични системи в космоса използват високоефективни клетки, които съдържат три слоя за събиране на светлина. Всеки от тях е настроен на различни дължини на вълната. Тези клетки са най-добрият начин да се извлече максимална мощност от единица площ. Настоящият дизайн на екипа използва един слой фотоволтаичен материал, който дава по-голяма ефективност на единица маса.

Загубата на ефективност на единица площ се компенсира чрез разпръскване на фотоволтаици. Изследователите са постигнали това с помощта на гъвкава мембрана. Тя се държи твърда с помощта на относително малка и здрава структура. Последната се позиционира в правилната конфигурация чрез опън.

Друг основен източник на тегло е медното окабеляване. То ще се използва за пренасяне на ток до място, от което ще се предава обратно към Земята. Тежкото оборудване поставя ограничения за това, колко ток може да бъде пренесен към предавателя. Космическият слънчев проект е фокусиран върху изграждането на малки самостоятелни единици. Те са наречени „плочки“ и всяка има собствен предавател. Тази настройка ограничава общата мощност, която трябва да се носи от окабеляването, като позволява далеч по-малки проводници. Това означава, че преобразуването на мощността за предаване може да се управлява от малък силициев чип.

Отделни плочки ще бъдат вградени в по-голяма конструкция. Тя е планирана за около 60 квадратни метра. Докато всички са на конструкцията те ще работят независимо една от друга.

Максимална ефективност

Една отделна структура няма да осигури много енергия, така че евентуална електроцентрала ще изисква множество такива в летяща формация. Цялата инсталация ще включва йерархия от компоненти. Такива ще бъдат независимо функциониращи плочки, комбинирани за генериране на достатъчна мощност. Целият ансамбъл е предназначен да бъде поставен на геостационарна орбита. Така ще може да остане над една наземна приемна станция, като същевременно ще се възползва от денонощна слънчева светлина.

Нужно е да се изгради приемна станция със същия размер като слънчевата ферма с мащаб за комунални услуги. Тя ще се състои от голям набор преобразуватели на микровълни в използваема мощност.

Проектът има за цел да произведе основната и основополагаща технология за производство на рентабилна и мащабируема космическа слънчева енергия. Идеята генерира много интелектуална собственост и трябва да бъде демонстрация в края на 2022 или началото на 2023 г. Екипът търси търговски партньори за реално внедряване. Ако успеят да привлекат такива, това би послужило като валидация за постигане на рентабилната част от целта.