Библиографическое описание:

Баркова М. Е. Современные методы получения энергии [Текст] // Науки о Земле: вчера, сегодня, завтра: материалы междунар. науч. конф. (г. Казань, май 2015 г.). — Казань: Бук, 2015. — С. 104-123.

Рассматривается солнечная космическая электростанция (СКЭС), как современный способ получения энергии. Приведен краткий исторический обзор разработок СКЭС. Рассмотрены оптимальные конструкции СКЭС. Предложена концепция солнечной космической электростанции, основывающаяся на СВЧ-передаче энергии с высокой орбиты.

 

С увеличением потребления энергии человечеством возрастает потребность в создании новых способов производства энергии. На настоящий момент ситуация в сфере энергетики такова, что 82 % всей вырабатываемой энергии получается за счет использования не возобновляемых источников энергии, в том числе углеродного сырья (нефть, природный газ, уголь). К тому же при извлечении полезных ископаемых происходят различного рода последствия, негативно сказывающиеся на экосистеме. Альтернативой такому подходу может служить развитие повсеместного использования возобновляемых источников энергии, таких, как ветровая или солнечная энергетика.

Солнце является неиссякаемым источником энергии, излучающим ежесекундно  ТДж [13, с. 40]. Количество энергии, получаемое Землей за год от Солнца, в  раз больше, чем использует человечество сейчас.

Данное направление активно развивается с середины прошлого века. Однако при использовании солнечной энергетики возникает ряд проблем, касающихся потери солнечного излучения в плотных слоях атмосферы Земли.

В связи с этим в конце 60-х годов была предложена новая концепция, согласно которой крупные панели солнечных батарей размещаются на геостационарной орбите и вырабатываемая ими энергия передается на Землю. Она получила название «Солнечная космическая электростанция».

В создании СКЭС принимают участие ведущие страны мира. Разработаны различные варианты конструкций орбитальных солнечных панелей, а также способы передачи энергии. Нами предложена собственная конструкция СКЭС.

Помимо разработки конструкции самого аппарата, существует необходимость создания координатно-временного обеспечения.

В данной работе приведен краткий исторический обзор, сделан анализ влияния возмущающих факторов на движение СКЭС, приведено описание собственной СКЭС.

Исторический очерк

Первый проект, предусматривающий крупномасштабное использование космической солнечной радиации с последующим преобразованием в электрическую энергию, была предложена и разработана Глушко еще в 1928–1929 годах для питания двигателей Гелиоракетоплана [7, с. 9].

Принципы работы солнечной космической электростанции в 1968 году предложил Питер Глейзер. Он выдвинул следующую концепцию. На геосинхронной орбите располагается конструкция, площадью 1–10 , собирающая поток солнечного излучения. Затем, с применением СВЧ-тракта, полученная энергия отправляется на Землю. В 1973 году Питер Глейзер получил патент на принципиально новый метод получения энергии.

Первые десятилетия после изобретения первой СКЭС характеризовались возрастающим интересом к данной концепции. Например, такая фирма, как «Boing», разработали все известные СКЭС с газотурбинными преобразователями (ГТП).

В 1978–1979 годах в США под руководством Министерства энергетики (Department of Energy — DOE) и НАСА (NASA) была выполнена первая государственная научно-исследовательская программа, направленная на определение перспектив СКЭС [14, с. 632].

В 1990 году исследовательским центром имени Келдыша была разработана концепция по обеспечению электроэнергией Земли за счет низкоорбитальных солнечных космических электростанций. Однако проект был закрыт. С 1994 года по настоящее время космическое агентство NASA проводит исследования в области космической солнечной энергетики. Проведены эксперименты с использованием фотоэлектрических спутников, разработана программа «Космическая солнечная энергия».

Основная задача их исследований заключается в следующем. Необходимость привлечь инвестиции, руководствуясь системными исследованиями NASA и за его пределами. Системные исследования архитектурной концепции, экологический анализ, изучение жизнеспособности самой концепции, исследование перспективных концепций системы и установление технической жизнеспособности «первого порядка», создание первоначально малых технологии СКЭС, демонстрационного характера, для изучения ключевых понятий [8, с. 9].

С 2000 года космическое агентство Японии также включилось в разработку по данной тематике. Было объявлено о создании экспериментального спутника мощностью 1 ГВт. Первый прототип планируется вывести на орбиту к 2030 году.

В 2013 году головное предприятие Роскосмоса — ЦНИИМаш выступило с инициативой о создании нескольких солнечных космических электростанций с передачей электроэнергии по беспроводному лазерному каналу.

Более 25 лет регулярно работает ежегодный японский симпозиум по космической энергетике. Активны в области СКЭС университет г. Киото, университет Хоккайдо, университет г. Кобе и др. В 2003 году университет г. Киото получил статус перспективного центра исследований в области возобновляемых источников энергии (Center of Excellence on Sustainable Energy System). В 2004 году в том же университете проф. Х. Матсумото организовал Научно-исследовательский институт возобновляемой среды обитания человека (Research Institute for Sustainable Humanosphere). Одним из крупных направлений работ этого института являются исследования по тематике СКЭС [14, с. 633].

Ряд ведущих стран, таких как Россия, США, Германия, уже не одно десятилетие проводят исследования по выявлению перспектив развития СКЭС.

Истощенность невозобновляемых энергоресурсов

Источники энергии делятся на возобновляемые и не возобновляемые. Возобновляемые источники энергии имеют свойство непрерывного естественного восполнения за короткий срок.

Не возобновляемые источники энергии — это природные запасы веществ и материалов, которые могут быть использованы человеком для производства энергии. В соответствии с резолюцией № 33/148 Генеральной Ассамблеи ООН (1978 г.) к нетрадиционным и возобновляемым источникам энергии относятся: солнечная, ветровая, геотермальная, энергия морских волн, приливов и океана, энергия биомассы, древесины, древесного угля, торфа, тяглового скота, сланцев, битуминозных песчаников и гидроэнергия больших и малых водотоков [1, с. 1].

На данный момент стратегическими задачами многих стран, в том числе и России, являются:

-          сокращение потребления топливно-энергетических ресурсов, являющихся не возобновляемыми;

-          улучшение экологической ситуации в рамках постепенного отказа от топливно-энергетических комплексов;

-          снижение расходов, за счет отмены дальнепривозного топлива;

-          поставка энергии в удаленные районы и др.

В таблице 1 приведена классификация возобновляемых и не возобновляемых источников энергии, разработанная на основе [1, с. 2]

Таблица 1

Возобновляемые и не возобновляемые источники энергии

Вид энергии

Источник энергии

Тип преобразования

Тип электростанции

Невозобновляемые источники энергии

Горючие ископаемые (нефть, газ, руда, уголь)

Сгорание

ТЭС

Ядерное горючее (, , )

Сгорание

АЭС

Термоядерный синтез

Термоядерная реакция

Станция реакции синтеза

Возобновляемые источники энергии

Речные течения

Напорные и свободнопоточные

ГЭС

Геотермальное тепло Земли

Бурение скважин

ГеоТЭС

Движение воздуха в атмосфере

Вращение лопастей ветрогенератора

ВЭС

Морские течения

Морские течения

ЭС на морских приливах

Океанические волны

На основе кинетической энергии волны

Волновые ЭС

Приливы и отливы

Энергия приливов

Приливная ЭС

Фотосинтез

На основе биомассы

ЭС на биомассе

Ледники

Таяние ледников

Ледниковые ЭС

Солнечная энергия

Фотоэлектроды, Солнечный коллектор и СВЧ — антенна, ректенна

СЭС, СКЭС

 

Как видно из таблицы 1, использование не возобновляемых источников энергии, таких, как углеродное сырье и ядерное топливо ведет к ухудшению экологической ситуации. При сжигании углеродного топлива происходит загрязнение окружающей среды вредными продуктами горения. Использование ядерного топлива в качестве источника энергии приводит к тепловому загрязнению, связанному с повышенным расходованием технической воды, а также к загрязнению атмосферы вследствие захоронения отходов ядерного топлива.

На рисунке 1 изображено процентное соотношение основных видов энергетики.

Рис. 1. Энергетика России

 

Как видно из рисунка 1, наиболее широко используемыми, как в промышленности, так и в общем потреблении, являются ТЭС. Это связано с несколькими факторами. Во-первых, широкое применение ТЭС обусловлено низкими временными и трудовыми затратами. Во-вторых, независимостью от местоположения. Что касается гидродинамических станций, то для их использования необходимы подходящие территориальные условия, касающиеся полноводности и большого уклона рек. К тому же, требуются значительные затраты для строительства ГЭС, в том плане, что в районе строительства ставятся плотины, перекрываются реки и меняются тем самым экосистема. АЭС обладают наибольшим риском аварий и катастрофическими последствиями в результате неполадок.

Рассмотрим таблицу 2, в которой приведены данные о запасах не возобновляемых источников энергии.

Таблица 2

Ресурсы невозобновляемых источников энергии

Источник энергии

Запасы

Количество, лет

Нефть

1199.71 млрд. баррелей (на 2011г.) [15]

От 25 до 49

Природный газ

200.363 трлн.  (на 2013г.)

250 [10]

Уголь

891.537 млрд. т. (на 2013г.)

190 [4]

Ядерное топливо

504.404 млн. т. (на 2011г.)

60 [4]

 

Можно сделать вывод о том, что углеродное и ядерное топливо в скором времени закончится. Это повлечет за собой кризис в мировой энергетике. На данный момент необходимо развивать альтернативные способы получения энергии, в том числе и космическую гелиоэнергетику.

Принцип работы солнечной космической электростанции

Типовая солнечная космическая электростанция состоит из двух сегментов: космического, представляющего собой спутник, и наземного приемного устройства (ректенны).

Создание космического сегмента СКЭС, отвечающего требованиям, является комплексной проблемой, вариант решения которой представлен и в нашей работе. Рассмотрим ранее созданные конструкции устройств. Первый патент на способ получения электроэнергии в области солнечной космической электростанции был получен П. Глейзером. По задумке Глейзера, солнечная космическая электростанция, расположенная на геосинхронной орбите, оказывается неподвижной относительно наземного сегмента, расположенного на земной поверхности. Благодаря наклону плоскости экватора к плоскости эклиптики на , солнечный коллектор электростанции будет постоянно получать непрерывный поток солнечной энергии.

Вследствие такого положения относительно Земли, солнечная космическая электростанция будет фактически лишена влияния тени Земли. Эффективность солнечной космической электростанции обусловлена ее конструкцией и техническими свойствами и интенсивностью солнечной радиации на геосинхронной орбите, которая в 10–15 раз выше, чем около поверхности Земли. Ретрансляция энергии, полученной на солнечной космической электростанции, сопровождается потерями.

Предложенный П. Глейзером патент описывает способ передачи солнечной энергии, но не особенности конструкции.

Ниже приведены некоторые достоинства и недостатки солнечной космической электростанции, позволяющие сделать априорную оценку ее эффективности. Рассмотрим преимущества солнечных космических электростанций по сравнению с другими наземными энергосистемами.

1.                  Солнечная космическая электростанция использует возобновляемый источник энергии [5, с. 99].

2.                  Солнце является экологически чистым источником энергии, поскольку не оставляет отходов, по сравнению с теплоэнергетикой, загрязняющей окружающую среду.

3.                  Эксплуатация СКЭС является абсолютно безопасной для населения, если учесть требования по применению СВЧ-энергетики;

4.                  Не способствует тепловому загрязнению, вследствие отсутствия процессов сжигания топлива.

5.                  Возможность подачи энергии в труднодоступные районы Земли.

6.                   Независимость от погодных условий.

Солнечная космическая электростанция представляет собой наиболее перспективный проект энергетики в целом, и гелиоэнергетики — в частности. Однако СКЭС обладает несколькими недостатками, приведенными ниже.

1.                   Высокая себестоимость проекта.

2.                   Низкая производительность составляющих системы (фотопреобразователей, СВЧ-генераторов и т. д.).

Лауреат Нобелевской премии, академик П. Л. Капица в научном труде по изучению электроники писал: «Вполне вероятно, что история повторится: теперь электроника используется главным образом для целей радиосвязи, но её будущее лежит в решении крупнейших проблем энергетики» [11, с. 182].

Еще один наш соотечественник, лауреат Нобелевской премии, академик Ж. И. Алферов считает альтернативную энергетику необходимой в рамках инновационного развития любой страны. В самой альтернативной энергетике важнейшее направление — преобразование солнечной энергии, наиболее мощного источника [16].

Первой в России является солнечная космическая электростанция, запатентованная в 1994г [12]. Предлагается использование порожних корпусов ракет в рамках построения СКЭС. Также используются автоматически расширяющиеся блоки.

Конструкция СКЭС, которая представляет собой панель фотопреобразователей размером 5х10 км, при этом передающая антенна диаметр которой составляет 1 км, соединяясь с ней с возможностью поворачиваться.

Однако площадь фотопреобразователей и передающей СВЧ-антенны напрямую зависит от их производительности. В 1968 году КПД преобразователей составляет 12 % на основе соединения GaAlAs [5, с. 100], в начало 21 века это значение составляло 30–40 %, на данный момент она составляет уже 60 % (в лабораторных условиях). Наиболее надежными материалами для создания фото преобразующих панелей СКЭС являются кремний Si, селенит меди, индия, галлия Cu(In,Ga)Se2 и арсенид галлия GaAs.

Современные конструкции полномасштабных СКЭС предполагают отказ от технически сложных и недостаточно надежных вращающихся узлов [5, с. 99].

На рисунке 2 изображена конструкция СКЭС с газотурбинными преобразователями.

Рис. 2. Конструкция СКЭС с газотурбинными преобразователями (размеры указаны в метрах) [7, с. 120]: 1 — концентратор, 2 — антенна, 3 — силовые электрошины, 4 — холодильник-излучатель.

 

Данный проект имеет 16 модулей с газотурбинными преобразователями и рассчитан на 10 ГВт электрической мощности, получаемой на Земле. Основой каждого модуля является фацетный концентратор размером 2057х2910 метров, представляющий собой симметричную вывеску параболоида. Также существуют конструкции с газотурбинными преобразователями, основные панели фотопреобразователей которых разделены на две части передающей антенны. При этом 16 модульная конструкция СКЭС имеет вес 7941 кг.

Рис. 3. Трехжелобная СКЭС [7, с. 137]

 

На рисунке 3 представлена трехжелобная, двухъярусная выдвижная конструкция длиной 21.3 км и шириной 3. 85 км с расположенной в центре вращающейся антенной диаметром 1.2 км. В схеме используются фотопреобразователи на основе AlGaAs. Общая площадь панелей солнечных элементов СКЭС составляет .

Еще один вариант — СКЭС с вращением конструкции (~1 об./ч), которая позволяет стабилизировать ее относительно потока солнечной радиации (рис. 4) [5, с. 101].

Рис.4. Вращающаяся СКЭС

 

Достаточно интересной конструкцией СКЭС является «сэндвич» (рис. 5). Особенность данного конструкторского решения заключается в том, что солнечная батарея объединена с антенной решеткой в единую конструкцию диаметром 1.8 м. Данная система требует постоянной ориентировки на Землю, что позволяет облучать фотоэлектронные преобразователи с использованием пленочных отражателей солнечным светом. При этом вторичные отражатели, связаные «сэндвич»-антенной, обеспечивают концентрацию солнечного излучения.

Конструкция, разработанная ФГУП НПО им. Лавочкина. Разработка представлена в работах [5, 17, 6]. Солнечная космическая электростанция работает следующим образом. В космосе разворачивается система, состоящая из спутника передатчика и фотоспутника, соединенных между собой магнитно-резонансной системой передачи энергии.

Рис. 5. Проект СКЭС «сэндвич» [7, с. 144]: 1 — солнечное излучение, 2 — первичный концентратор, 3 — вторичный концентратор, 4 — антенна, 5 — СВЧ — излучение, 6 — преобразователи типа «сэндвич»

 

Спутник передатчик обладает передающей СВЧ антенной, которая при помощи зеркальной системы отправляет полученную энергию на приемную фотоплощадку, расположенную на привязном аэростате, который в свою очередь по специальному тросу отправляет энергию на Землю потребителю.

Рис. 6. Схема построения кластерной фрагментарной солнечной космической электростанции [17, c. 194]

 

Автор этой статьи также разработала оригинальную конструкцию солнечной космической электростанции.

Для того, чтобы увеличить регионы потребителей необходимо сделать СКЭС высокоорбитальной. Это ведет за собой ряд дополнительных трудностей, связанных со стабилизацией и ориентацией, движущейся по орбите СКЭС. В этом случае необходимо иметь точное координатно-временное обеспечение, в которое входит определение орбиты СКЭС с заданной точностью, вычисление эфемерид, определение координат пунктов, на которых расположены ректенны. СКЭС Барковой может быть выведена на орбиту единственным запуском и автоматически развернута на заданной высоте. К тому же имеется возможность создать в качестве космического сегмента систему спутников наподобие ГЛОНАСС. СКЭС Барковой снабжена специальной системой СВЧ-передающих антенн, что позволяет снизить площадь ректенны на Земле и повысить мощность СВЧ-пучка. Преобразование солнечной энергии происходит таким образом, что малая доля энергии, полученной посредством солнечного коллектора, идет на работу самой СКЭС и на поддержание работы двигателей стабилизации. Основная часть полученной энергии преобразуется в СВЧ-излучение в корпусе СКЭС и отправляется на ректенны на Земле [2, с. 3].

Влияние возмущающих факторов

Проблема ориентации и стабилизации космического сегмента СКЭС на орбите осложняется влиянием возмущающих факторов различного рода. К ним относятся воздействия гравитационного и негравитационного характера, а также возмущения, связанные с работой СКЭС. Для компенсации негативного воздействия указанных факторов необходимо предусмотреть систему стабилизации. Также немаловажно разработать модель движения СКЭС, отвечающую следующим требованиям:

-          Точность, имеется в виду точность в рамках решаемой задачи,

-          Надежность, то есть устойчивость данной модели к изменению внешних факторов,

-          Простота в реализации.

Рассмотрим модифицированную модель движения солнечной космической стации. Она удовлетворяет следующему уравнению:

                                                               (1)

,где первый член правой части уравнения представляет собой закон всемирного тяготения,  — одна из координат космического аппарата,  — гравитационная постоянная Земли, r — радиус — вектор космического аппарата.  — гравитационное возмущающее ускорение,  — негравитационное возмущающее ускорение,  — возмущающее ускорение, вызванное работой станции,  — эмпирическое возмущающее ускорение.

Модель гравитационного возмущающего ускорения задается формулой:

                                                                                       (2)

В уравнении 1,  — влияние гравитационного потенциала Земли,  — возмущение, вызванное гравитацией других тел,  — влияние приливов твердой Земли и океанических приливов,  — релятивистская поправка.

Силовая функция, обусловленная гравитационным полем Земли имеет вид:

                                                                                                                                                   (3)

где  — универсальная гравитационная постоянная,

m — масса тела,  — радиус-вектор спутника,  — радиус Земли,  — зональные гармоники,  — полиномы Лежандра, z — аппликата,  и  — стоксовы постоянные.

Влияние гравитации других тел (Солнце, Луны и планет) описывается возмущающим ускорением в приближении Ньютона.

                                                                                    (4)

 — гравитационные постоянные Солнца, Луны и планет, которые находятся из простого соотношения , где  — масса притягивающего тела, . r — геоцентрический вектор спутника,  — геоцентрический вектор i-го притягивающего тела.

Приливные деформации оказывают значительное влияние на движение искусственных спутников Земли. Они возникают из-за влияния третьего возмущающего тела. Рассматриваются приливы твердой Земли, которые задаются формулой:

                                                                       (5)

где  — постоянные числа Лява, характеризуюшие свойства Земли, как упругого вязкого тела.

Во внешнем пространстве  характеризуется следующей формулой:

                                                           (6)

где r — радиус-вектор внешней точки.

Представление приливного потенциала с помощью Лява является наиболее широко используемой моделью, однако в настоящее время разработаны и более точные, например, модель Вара.

Релятивистская поправка возникает из-за движения космического аппарата в гравитационном поле Земли.

                                                                (7)

 — гравитационная постоянная Земли, r и  — вектор положения спутника и его радиальная скорость, с — скорость света.

Модель негравитационного возмущающего ускорения можно представить в виде:

                                                                   (8)

 — возмущение, вызванное давлением света и электромагнитным излучением,  — эффект торможения ИСЗ атмосферой Земли,  — влияние света отраженного от Земли,  — тепловое воздействие,  — влияние космических лучей.

Давление солнечного света для солнечной космической электростанции является важным фактором.

Допустим, мощность потока солнечной энергии является постоянной, при этом сила светового давления постоянно направлена по линии Земля-Солнце, орбита Земли — круговая, спутник имеет сферическую форму. Тогда для силы светового давления на спутник справедлива формула:

                                                                         (9)

где m — масса спутника, S — площадь спутника, - расстояние от Солнца до спутника, ,  — коэффициент, определяющий тип солнечного воздействия (поглощение, полное и диффузное отражение).

В данной формуле выражение  — функция тени, причем .

а — параметр, выбор которого определяет скорость возрастания функции тени при переходе ее границы (то есть длину участка полутени),  — угол между направлением солнечных лучей и направлением на спутник [9, с. 23, 3, с. 274].

 — солнечная постоянная, Е — освещенность.

Для солнечной космической электростанции чаще всего предлагают использовать геостационарный спутник, СКЭС, предложенная нами, обращается на высокой орбите и находится в разреженной атмосфере Земли. Поэтому эффект торможения атмосферой будет действовать на спутник в меньшей степени, но его необходимо учесть:

                                                                                          (10)

Причем выражение  называют парусностью космического аппарата, где  — плотность атмосферы Земли,  — плотность воздуха на высоте полета,  — скорость спутника относительно атмосферы.

Плотность воздуха  на высоте полета h определяется по формуле:

                                       (11)

где ,

 — плотность воздуха над уровнем моря, h — высота над уровнем перицентра, а параметр H имеет вид

                                                                                                                      (12)

 — постоянная Больцмана, Т — температура, К,  — средняя масса молекулы воздуха ,  — ускорение силы тяжести на высоте h.

Среди светового давления также выделяют давление излучения, отраженного от Земли. Это возмущающее ускорение можно определить как:

                             (13)

 — давление отраженного излучения,  — приблизительная площадь элемента поверхности Земли,  — площадь поперечного сечения спутника, m — масса спутника, с — скорость света,  — функция тени, а и е — альбедо и излучение j-го элемента,  — плотность солнечного потока импульса,  — зенитное расстояние Солнца,  — положение Земли, r — единичный вектор направления на спутник.

Для стабилизации солнечной космической электростанции важно знать также возмущающее ускорение, вызванное тепловым воздействием. Моделирование теплового воздействия может быть достаточно сложным. В нашем случае ограничимся следующим выражением:

                                                                                             (14)

 — длина волны теплового излучения, с — скорость света,  — плотность излучения, V — объем спутника.

Солнечная космическая электростанция также в некоторой степени испытывает влияние космических лучей, поскольку солнечный коллектор обладает большими размерами. Причем они имеют максимальное влияние на высоких широтах и минимальное — на низких [6].

                                                                                         (15)

где V — скорость СКЭС,  — импульс, задаваемый СКЭС космическими лучами, модель магнитного межпланетного поля имеет вид ,  — магнитное поле на орбите Земли, r — расстояние от Земли до СКЭС,  — гелиоцентрические координаты, u — постоянная скорость солнечного ветра.

 — суточная вариация космических лучей [8], где v — скорость движения частиц космических лучей,  — одиннадцатилетняя вариация космических лучей, - число групп солнечных пятен,  — постоянные, зависящие от различных интервалов космических лучей ,  — средняя широта гелиопятен.

В таблице 3 представлены следствия указанных возмущений, оцененных на основе полученных данных, а также на основании источника [7, с. 134].

Таблица 3

Следствия возмущений

Возмущающие ускорения

Следствия возмущений

Время коррекции, сут.

Неоднородность гравитационного поля Земли

Изменение высоты орбиты

Изменение наклонения орбиты

365

Непрерывно

Гравитационные потенциалы Солнца и Луны

Изменение наклонения орбиты

365

Возмущение, вызванное тем, что космический аппарат не является материальной точкой

Изменение высоты орбиты

Изменение ориентации аппарата

57

30

Приливы твердой Земли

Изменение высоты орбиты

57

Давление солнечного света

Изменение эксцентриситета

Изменение высоты

57

Непрерывно

Реактивная отдача СВЧ-излучения

Изменение высоты орбиты

57

Влияние космических лучей

Изменение высоты

Непрерывно

 

Наибольшее возмущение в движение СКЭС вносят неоднородность гравитационного поля Земли и гравитационные потенциалы Солнца и Луны. Также вследствие больших размеров СКЭС, достаточно сильное влияние оказывает световое давление и реактивная отдача СВЧ-излучения.

Заключение

На данный момент создание солнечные космические электростанции требует больших размеров космического сегмента (спутник с преобразующими фотопанелями), так и приемного устройства (ректенна). Для создания эффективной солнечной космической электростанции потребуется около 11 миллиардов долларов. Площадь преобразующих панелей должна составлять около 5–10 , площадь ректенны — около 100 . солнечные космические электростанции являются энергетикой будущего, поскольку человечество рано или поздно начнет освоение дальнего космического пространства. Эти энергетические установки могут служить источниками энергии для космических кораблей, лунных и марсианских колоний, а также для труднодоступных районов Земли.

 

Литература:

 

1.         Агеев В. А. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии (курс лекций).

2.         Баркова М. Е. Заявка на патент РФ № 2015111954/20 от 02.04.2015. Солнечная космическая электростанция.

3.         Белецкий В. В. Очерки о движении космических тел. Изд. 3-е, М.: Издательство ЛКИ, 2009 г. — 432с.

4.         Большая Энциклопедия Нефти Газа. http://www.ngpedia.ru/id031331p1.html

5.         Ванке В. СВЧ — электроника — перспективы в космической энергетике. Журнал «ЭЛЕКТРОНИКА: наука, технология, бизнес» 2007 № 5.

6.         Geoscience Laser Altimeter System (GLAS). Algorithm Theoretical Basis Document. Version 2.2. Precision orbit determination (POD). Prepared by: H. J. Rim, B. E. Schutz. Center for Space Research The University of Texas at Austin.

7.         Грилихес В. АВ. Солнечные космические электростанции. Л., Наука 1986г. -182стр.

8.         James O. McSpadden, John C. Mankins Space solar power programs and microwave wireless power transmission technology. IEEE magazine ISSN 1527–3342/02/$17.00©2002 IEEE December 2002

9.         Захваткин М. В. Определение и прогнозирование параметров движения космического аппарата с учетом возмущений, вызванных работой бортовых систем. Диссертация на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук. Москва 2013г.

10.     IHS Cambridge Energy Research Associates и Всемирный экономический форум.

11.     Капица П. Л. Электроника больших мощностей — М: Изд. АН СССР, 1962.

12.     Ломанов А. А. Солнечная космическая электростанция. Патент RU 2094334

13.     Мейтин М. «Фотовольтаика — материалы, технология, перспективы» Электроника, 2000, № 6, с. 40–46

14.     Нагатомо М., Сасаки С., Наруо Й., Ванке В. А. Работы Института космических исследований Японии области космической энергетики. — Успехи физических наук, 1994, т. 164, с. 631.

15.     OPEC Share of World Crude Oil Reserves http://www.opec.org/opec_web/en/data_graphs/330.htm

16.     А. Полунин Жорес Алферов: Россию спасет альтернативная энергетика. Газета «Свободная правда». 2010г.

17.     Сысоев В. К., Полищук Г. М., Пичхадзе К. М. Солнечная космическая электростанция — выбор решения. ФГУП «НПО им. С. А. Лавочкина». Электронный научный журнал «ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ» http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2009/050.pdf

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle