Вітаю Вас ГістьСубота, 16.12.2017, 19:43

ІНТЕЛЕКТ.UA


Головна » 2013 » Жовтень » 25 » Проект нової енергетики для космічних польотів
09:09
Проект нової енергетики для космічних польотів
На землі є елемент - другий за кількістю після кисню, що займає чверть у природі планети. Він міститься в організмах рослин, тварин і людей. З нього виготовляють прикраси, техніку і ліки. Це кремній. Без нього неможливо було б отримувати в космосі електрику. Адже саме з кремнію роблять фотоелементи – основу сонячних батарей – єдиного поки що джерела енергії в космічному просторі.
Електроенергія, яка генерується в космосі, потрібна для роботи супутників, міжпланетних зондів, космічних станцій та інших штучних об’єктів.  Також для  орбітальних установок, а в перспективі – для передачі електрики на Землю.


Анатолій Іващук, заступник директора Центру нанотехнологій та наноелектроніки

 Минулого року було введено в експлуатацію понад 31  гігават потужностей в світі електричних станцій. Це 10 по суті потужних атомних енергоблоків. І на виготовлення цих сонячних станцій було потрачено вже більше 150 тисяч тон кремнію. А більшість саме сонячних модулів на сьогоднішній день саме виготовляється ще на кремнії – це понад 80 %.

Сонячні батареї на основі кремнієвих фотоелементів уже багато років використовують у космосі для отримання електрики.
Сьогодні їхній коефіцієнт корисної дії становить майже 20 %. Щоб цього досягти, ще з минулого року почали проводити експерименти на орбіті. Активну участь у них брали і українські науковці – зі своєю модифікацію кремнієвих фотоелементів.


Борис Россомахін, провідний фахівець кафедри атомних станцій та інженерної теплофізики НТУУ «КПІ»

 Они позволили нам получить те зависимости, которые на Земле очень сложно получить учитывая факторы космического пространства – это радиацию, вакуум, ультрафиолет и тем самым получить ту деградацию, которая ожидается при применении этих фотоэлементов на космических аппаратах. Наши характеристики были проверены на аппаратах Юнисат-3 Римского университета, на фотопанелях в Международном космическом эксперименте СМКФ и Сич-1М.

Експеримент тривав вісім місяців і показав гарні результати, пригадує науковець Борис Россомахін.  Пізніше з’явилася  думка, що збільшити ККД можна за рахунок форми космічного апарата, на який кріпляться сонячні батареї.


Борис Россомахін, провідний фахівець кафедри атомних станцій та інженерної теплофізики НТУУ «КПІ»

У нас такая специфика космического аппарата, что он кубисат – формата кубисат – это площадь 100 на 100, 5 солнечных батарей 100 на 100 мм, такой фрагмент, он позволит нам вырабатывать среднесуточную энергию порядка 1,3 вата всего и она будет достаточна для запитки бортовой аппаратуры, полезной нагрузки и аккумуляторных химических батарей, которые позволят нам работать возможно не один год

Такого оптимізму дорослих науковців не поділяє випускник Малої академії наук Роман Куриленко. Він переконаний: сонячні батареї – то  вчорашній день. Сьогодні електрику в космосі можна добувати й іншими способами.


Роман Куриленко, випускник Малої академії наук України

 Я давно цікавлюся розробками провідних космологічних організацій ,таких як НАСА і знаю, що зараз особливо актуальною є енергетична проблема, що стосується витрат палива, а також фінансування довготривалих космічних місій. І мені відомо, що зараз шукають нові альтернативи вирішення цієї проблеми. І однією з них є зараз усім відомі сонячні батареї. Але вони з часом знижують свою інтенсивність під впливом ультрафіолетового випромінювання, а з часом можуть бути взагалі виведені з ладу. Тому я пропоную іншу альтернативу.

Для отримання електрики в космосі Роман пропонує використовувати теплову машину в поєднанні з лінійним електрогенератором. Його розробка  – це система теплоприймачів, наповнених газом. Її можна встановлювати на орбітальній станції, котра постійно обертається.


Роман Куриленко, випускник Малої академії наук України

Внаслідок обертання одні теплоприймачі постійно повернені до сонця, освітлюються сонцем, а інші теплоприймачі в цей час не освітлюються сонцем, тобто вистигають. Температура газу в тих теплоприймачах, що на даний момент освітлюються сонцем, поступово зростає. А у тих, що не освітлюються – спадає

Коли температура в одних теплоприймачах досягає максимуму, а в інших – мінімуму, відкриваються клапани, що з’єднують теплову машину з лінійним електрогенератором. Він являє собою кілька магнітів, що рухаються по трубі. Саме внаслідок цього переміщення і виникає електричний струм.


Роман Куриленко, випускник Малої академії наук України

Струм, що отримується таким методом, достатньо для забезпечення роботи саме цієї станції – за нашими підрахунками не більше, лише для забезпечення роботи.

Таку ж кількість струму  для  роботи станції дають і сонячні батареї, про які розповідав Борис Россомахін. А тому від цього способу теж не можна відмовлятися.

Австралійські вчені  створили фотоелементи, які у складі сонячних батарей у космосі дадуть рекордний ККД - 43 %.  Тобто удвічі більший від того, що пропонують сьогодні. Секрет винаходу - в б’єднанні  п’яти типів елементів, кожен з яких «працює» на певній частотній смузі. Але поки що в  цієї панелі є великий мінус – дуже висока вартість.
Українські науковці також удосконалюють фотоелементи. Зараз працюють над новими плівковими технологіями. Відмовлятися від кремнію не будуть, але значно зменшать його витрати.

Анатолій Іващук, заступник директора Центру нанотехнологій та наноелектроніки

 На сьогоднішній день на один ват електроенергії потрібно витрачати приблизно 6 грам кремнію. Хоча кремній не такий вже дорогий матеріал і звичайно він не рідкісний елемент ,але в той же час це все одно дуже багато ,тому якщо використовувати плівкові технології ,кількість цього кремнію можна зменшити в два порядки.

До того ж такі плівки можна наносити безпосередньо на скло або метал, що також дасть змогу економити на панелях. У будь-якому вразі, шукаючи нових технологій для генерації електрики в космосі, не варто забувати і про ті, що вже довели свою ефективність. У тандемі вони дадуть стільки енергії, переконані науковці, що її вистачить не лише для космосу, а й для Землі.
Переглядів: 959 | Додав: Admin | Рейтинг: 0.0/0
Статистика

Онлайн всього: 2
Гостей: 2
Користувачів: 0
Новини науки
Інформ-партнер
Наше опитування
Чи є в Україні бізнес, який підтримує дитячий інтелект?
Всього відповідей: 755
ПОДІЇ
Календар свят і подій. Листівки, вітання та побажання
ПОШУК