Орбитальные солнечные электростанции

[Антикосмит]

Не  читал полностью тему, но хочу спросить: а были уже варианты скрестить ужа с ежом орбитальную электростанцию на геостационаре с орбитальным лифтом? Использование высокопрочных и высокоэлектропроводных углеродных волокон даст возможность сливать энергию на Землю без необходимости передавать/принимать её излучением.

[simple]

орбитальным лифтом

нежизнеспособен 

[Антикосмит]

орбитальным лифтом

нежизнеспособен

Ах так! Ну тогда будет вам импульсная лучевая солнечная электростанция

Спойлер

Сферическая форма из-за гигантского сферического конденсатора.

[свернуть]

[Дедан]

Не  читал полностью тему, но хочу спросить: а были уже варианты скрестить ужа с ежом орбитальную электростанцию на геостационаре с орбитальным лифтом? Использование высокопрочных и высокоэлектропроводных углеродных волокон даст возможность сливать энергию на Землю без необходимости передавать/принимать её излучением.

Так это.Трубу надо.И сбрасывать по ней энергию из "микроволновки"по волноводу.Безопасно,без потерь,и огромных антенн.Да и по Земле наверное можно волноводами раздавать.

[Антикосмит]

Не  читал полностью тему, но хочу спросить: а были уже варианты скрестить ужа с ежом орбитальную электростанцию на геостационаре с орбитальным лифтом? Использование высокопрочных и высокоэлектропроводных углеродных волокон даст возможность сливать энергию на Землю без необходимости передавать/принимать её излучением.

Так это.Трубу надо.И сбрасывать по ней энергию из "микроволновки"по волноводу.Безопасно,без потерь,и огромных антенн.Да и по Земле наверное можно волноводами раздавать.

А какая разница? Кабель или труба? Потери все равно неизбежны.

[Nick Stevens]

Около 8 месяцев назад я вместе с Альдо Спадони работал над спутниковой системой, работающей на солнечной энергии. Я построил точную 3d-модель, которую мы использовали в качестве референса для окончательной иллюстрации.

Это было чрезвычайно сложно, поскольку система построена из узких элементов в сантиметр или два в поперечнике, а ее длина составляет несколько километров. Результат похож на строительство гигантской конструкции из паутины, освещенной лунным светом!

В ней широко используются стандартные элементы, которые относительно дешево производить в большом количестве. Они соединяются друг с другом на магнитах, что упрощает сборку. Это уже четвертая итерация дизайна.

Вот как Альдо описал его:

Завершил работу над иллюстрациями для Национального космического общества (NSS). Работа с Джоном Мэнкинсом, мировым авторитетом в области спутниковых систем на солнечной энергии, над созданием его последней концепции - SPS ALPHA Mk-IV.

Эта необычная структура имеет огромные размеры, около 4,6 км в длину, и предназначена для доставки около 1 ГВт чистой энергии на поверхность Земли. Для ее развертывания потребуется довольно много роботов для сборки и обслуживания, а также обширная переброска оборудования и грузов между НОО и ГСО. Джон же грамотно спроектировал его таким образом, чтобы его можно было строить и обслуживать с помощью относительно небольших стандартизированных модулей. Вы не можете просматривать это вложение. Вы не можете просматривать это вложение. Вы не можете просматривать это вложение. Вы не можете просматривать это вложение. Вы не можете просматривать это вложение.

[pkl]

Не  читал полностью тему, но хочу спросить: а были уже варианты скрестить ужа с ежом орбитальную электростанцию на геостационаре с орбитальным лифтом? Использование высокопрочных и высокоэлектропроводных углеродных волокон даст возможность сливать энергию на Землю без необходимости передавать/принимать её излучением.

Что-то такое видел на картинках. Собственно, одной из задач космического лифта называется доставка стройматериалов для постройки СКЭС.

[Iv-v]

Использование высокопрочных и высокоэлектропроводных углеродных волокон даст возможность сливать энергию на Землю без необходимости передавать/принимать её излучением.

Не даст.

[Veganin]

https://www.overviewenergy.com/updates/space-to-grid

Круглосуточная подача энергии из космоса в энергосеть



Миру требуется больше электроэнергии, чем может обеспечить энергосеть. Мы можем её производить, но не можем доставить достаточное количество в те места, где она необходима. Этот разрыв — между местами производства электроэнергии и местами роста спроса — является настоящим узким местом.

Вот какую проблему мы решаем. И чтобы её решить, мы смотрим вверх.

Наиболее практичное, доступное и часто недооцениваемое решение в области энергетики находится высоко над нашими головами: преобразование непрерывного солнечного света в космосе в управляемую энергию на Земле. Это космическая солнечная энергия.

Почему вариант «когда-нибудь» актуален уже сегодня?

На протяжении десятилетий космическая солнечная энергия оставалась чем-то из разряда «когда-нибудь в будущем». Физика работала, но экономика — нет. Запуск был дорогим, оборудование — хрупким, а технология безопасной передачи энергии на Землю еще не была готова.

Это уже не так. Стоимость запусков снизилась более чем в десять раз, а количество ежегодных запусков выросло столь же значительно. Массовое производство спутников стало обычным делом. Высокоэффективные фотоэлектрические элементы и мощные высокоэффективные лазеры стали недорогими, надежными и коммерчески доступными.

Сейчас рынку нужно то, что наконец-то может предложить эта технология: энергия по запросу, доступная в масштабах всей сети и не привязанная к земле. Препятствием является уже не физика, а инженерия. И именно это нам нравится.

Проектирование с учетом реальных ограничений

С самого начала мы рассматриваем космическую солнечную энергетику как совершенно новую инженерную задачу, а не как академическую. Для того чтобы она была жизнеспособной, она должна соответствовать пяти строгим критериям:

Безопасность – Передача данных должна быть абсолютно безопасной для людей, дикой природы, летательных аппаратов и других спутников.
Возможность финансирования – первые мегаватты введены в эксплуатацию менее чем за 1 миллиард долларов.

Стоимость – конкурентоспособна по сравнению с другими надежными источниками энергии.

Площадь земельного участка – требует значительно меньше земли, чем традиционная солнечная энергетика с аккумуляторным хранилищем.

Устойчивость – отсутствие единой точки отказа, распределенная архитектура, которую сложно вывести из строя.

Традиционные концепции космической солнечной энергетики не соответствуют хотя бы одному из этих критериев. Микроволны вызывают опасения по поводу безопасности, спектра и нормативно-правового регулирования, а также требуют специализированных приемников размером с город. Орбитальные зеркала создают помехи и обеспечивают лишь час-два продления светового дня. Узколучевые лазеры требуют дорогостоящего специализированного оборудования и по мере увеличения мощности приближаются к пределам безопасности.

Мы пришли к единому проекту, который проходит все испытания: широколучевая геосинхронная система ближнего инфракрасного диапазона, которая безопасно обеспечивает электроэнергией существующие солнечные электростанции на Земле. И для этого мы сосредоточены на оптимизации системы с учетом реальных ограничений, особенно в части стоимости.

Широколучевое ближнее инфракрасное излучение: прагматический путь

Мы с самого начала строим систему для энергосистемы. Спутники Overview будут работать на высоте приблизительно 36 000 километров (около 22 000 миль) на геосинхронной орбите, непрерывно собирая солнечный свет и излучая его в виде невидимого инфракрасного излучения низкой интенсивности. Луч никогда не бывает интенсивнее солнца, никогда не виден и никогда не причиняет вреда — он пассивно безопасен для людей, дикой природы, самолетов и других космических аппаратов. Это те же самые длины волн, которые используются в камерах ночного видения, установленных у наших домов.

Поскольку наши приемники — это уже существующие солнечные электростанции, не требуется выделение новых земель, новое строительство и многолетнее ожидание подключения к сети. Наши спутники — это первые электростанции, способные перемещаться, передавая энергию между регионами за секунды и между континентами за минуты.

Такая управляемость создает принципиально новый вид ценности, укрепляя всю энергетическую систему и распределяя выгоды по всем ее частям. Она повышает устойчивость энергосистемы, ускоряя промышленный рост, снижает затраты для потребителей и увеличивает доходность для инвесторов, а также превращает сегодняшние неиспользуемые солнечные электростанции в круглосуточный ресурс.

Как это выглядит на практике: солнечные электростанции могут получать доход в течение 65-75% времени, когда их активы простаивают. Энергетические компании могут обходить перегруженные транспортные коридоры и использовать бесконечные запасы энергии над атмосферой. Домохозяйства видят снижение затрат на электроэнергию, поскольку спутники сглаживают пики, вызывающие скачки цен. Потребители, такие как центры обработки данных, получают доступ к огромным энергетическим мощностям и могут быть введены в эксплуатацию за считанные дни, а не годы. Такая же устойчивость обеспечивает круглосуточную оперативную готовность критически важных объектов. А для инвесторов это пиковая электростанция, которая может перемещаться, обеспечивая подачу электроэнергии в самые напряженные часы работы сети постоянно. По сути, где-то всегда 5 часов вечера.

Представьте себе единую группировку спутников, способную обеспечивать электроэнергией несколько регионов в течение одного дня: Калифорнию на рассвете, Марокко на закате, Чили всю ночь. Солнечная энергия из космоса станет важнейшим и уникальным компонентом нашего энергетического арсенала по мере роста спроса на электроэнергию.

Доказательства в действии: мы ползаем, ходим, бежим

Для достижения такого масштаба мы сначала решаем скучные и сложные задачи: экономически эффективные материалы, точное отслеживание, развертываемая архитектура. Попутно мы доказываем работоспособность нашей системы, следуя прагматичной дорожной карте от лаборатории до летательного аппарата и орбиты. Каждый этап демонстрирует одну и ту же базовую технологию, которая будет работать в космосе, фокусируется на реальных ограничениях и приближает нас к целевым показателям стоимости.

Наша текущая программа по созданию воздушных платформ уже продемонстрировала безопасную и точную передачу энергии от движущегося самолета к солнечным панелям на земле с использованием той же оптики и лазеров, которые будут использоваться на орбите. Следующий шаг — выход на низкую околоземную орбиту в 2028 году. Коммерческая эксплуатация на геосинхронной орбите планируется начать в 2030 году с первой в мире передачи мегаваттной энергии из космоса. В начале 2030-х годов мы сможем круглосуточно поставлять более гигаватта чистой энергии в любую точку Земли.

Впервые энергия не будет оставаться там, где она производится. Энергия сможет передаваться со скоростью, необходимой для её потребления, без строительства единой новой линии электропередачи.

Это инженерные решения, догоняющие амбиции. Космическая солнечная энергетика, когда она будет реализована, станет одним из важнейших изобретений в истории человечества. Присоединяйтесь к нам, чтобы вместе коренным образом преобразовать энергетическую и космическую отрасли.