Космическая солнечная электростанция
В последние годы передовые научно-исследовательские заведения ведут интенсивные разработки, связанные с возможностью постройки солнечных электростанций в космосе. Это связано с тем, что их эффективность может быть значительно выше в сравнении с солнечными электростанциями, размещенными на земной поверхности — ведь значительная часть солнечной энергии теряется при прохождении света через атмосферу. К тому же космические солнечные станции не будут зависеть от изменчивости погоды.
Сама идея строительства космической солнечной электростанции зародилась в 1968 году и запатентована в 1973 году. В документации к патенту предполагается, что космическая станция будет представлять собой искусственный спутник земли, на котором будут установлены солнечные панели для выработки электроэнергии, а полученная энергия будет передаваться на Землю с помощью электромагнитного луча в высокочастотном диапазоне.
Однако до данного момента идея так и не воплощена в жизнь. Основные проблемы, связанные с практической реализацией проекта — поиск дешевого способа доставки солнечных панелей в космос, и проблема передачи полученной энергии из космоса на земную поверхность.
С технической точки зрения обе проблемы решаемы – сегодня транспортировка грузов на земную орбиту является обыденным делом, да и передача энергии на расстояние с помощью высокочастотных радиоволн давно перестала быть чем-то сверх естественным. Однако вся загвоздка не в технической реализации, а в экономической целесообразности. С одной стороны – стоимость строительства самой космической электростанции довольно невысока, а с другой — ее вывод в космос, а также строительство «приемной» части электростанции на Земле (где будет стоять антенны, улавливающие радиоволны, передающие энергию) являются очень дорогими, что в совокупности не дает возможности говорить об экономической эффективности.
Решением проблемных вопросов, связанных с уменьшением стоимости транспортировки космических солнечных электростанций на земную орбиту и поиском эффективных способов передачи энергии на Землю, занимаются ведущие исследовательские центры США, Японии и ЕС и плоды их работы будут воплощены в жизнь уже в самое ближайшее время.
Среди самых амбициозных проектов — проект запуска космической солнечной электростанции, представленный американской компанией Solaren. Начиная с 2016 года планируется вывести на геостационарную орбиту 5 спутников, со специальными зеркалами, фокусирующими солнечное излучение на солнечных модулях. Все 5 спутников будут собой представлять одну космическую солнечную электростанцию. Энергия будет передаваться на Землю с помощью микроволн и преобразовываться на приемной станции в электроэнергию. К реализации проекта планируется подключить такие промышленные гиганты как Boeing, Lockheed Martin, Pacific Gas & Electric. Планируемая мощность этой космической солнечной электростанции — 200 МВт.
Не менее интересен и проект космической солнечной электростанции, которую планируют запустить группа японских компаний, объединивших свои усилия под эгидой JAXA (Японское агентство по освоению космоса). Планируется уже в 2015 году построить экспериментальную космическую солнечную электростанцию мощностью около 100 кВт, а к 2030 году развернуть на околоземной орбите электростанцию мощностью свыше 1 ГВт. Эта электростанция также будет состоять из множества мелких спутников, которые объединены в рамках одной электростанции – такое решение более выгодно, чем постройка на орбите одной гигантской космической солнечной электростанции.
По расчетам, озвученным учеными на 63 Международном конгрессе по вопросам космонавтики, массовое разворачивание коммерчески выгодных космических солнечных электростанций станет возможным после того, как будут разработаны новые типы солнечных панелей, которые смогут прослужить в космосе на протяжении 30-40 лет, иметь коэффициент полезного действия порядка около 40% и удельную мощность около 1 Вт/грам. Показатели современных солнечных панелей пока что намного ниже: срок службы солнечной панели в космосе – около 10 лет, КПД — ниже 30%, удельная мощность — около 0,6 Вт/грамм.
В любом случае, прогресс в данном направлении имеется, и не за горами тот момент, когда розетки наших домов потекут первые электроны, полученные на космических солнечных электростанциях.
