พลังงานอวกาศ การเปิดเผยของจักรวาลเป็นพลังงานของจักรวาล ขอบเขตทางเทคนิคใหม่

ความคิดเกี่ยวกับการดำรงอยู่ของพลังงานจักรวาลสากลที่บุคคลสามารถใช้ได้และด้วยความช่วยเหลือซึ่งปรากฏการณ์ที่เหนือสัมผัสได้เกิดขึ้นนั้นมีรากฐานที่ลึกซึ้งในวัฒนธรรมของทุกชนชาติ แนวคิดที่มีชื่อเสียงที่สุดที่เราพบในปรัชญาอินเดียคือการดำรงอยู่ของปราณา ซึ่งเข้าใจว่าเป็นพลังงานจักรวาลซึ่งมีอยู่ในห้ารูปแบบที่แตกต่างกัน และสนับสนุนกระบวนการชีวิตในฐานะ "ลมของร่างกาย"

ตำราศักดิ์สิทธิ์ของชาวฮินดูและชาวพุทธบรรยายถึงพลังจักรวาลจักรวาลเดียวกันโดยระบุด้วยพยางค์ลึกลับ "โอม" หรือ "อุ้ม" ทั้งสองพยางค์ควรทำให้เกิดการสั่นสะเทือนในสมองที่ทำให้จักระต่างๆ (ศูนย์ประสาทของมนุษย์) เข้าสู่สภาวะที่ช่วยให้ พวกเขาจะได้รับพลังงานจักรวาล (ชีวิต)

พระคัมภีร์บรรยายถึงพลังชีวิตที่มองไม่เห็นซึ่งรักษาหลักการอันศักดิ์สิทธิ์ร่วมกันไว้ว่าเป็น "พระวิญญาณบริสุทธิ์" “หรือท่านไม่รู้หรือว่าร่างกายของท่านเป็นวิหารของพระวิญญาณบริสุทธิ์ซึ่งอยู่ในตัวท่าน ซึ่งท่านได้รับจากพระเจ้า และสิ่งใดที่ไม่ได้เป็นของท่าน” (1.คร.6.19) ในคำสอนเรื่องการฝังเข็มของญี่ปุ่น เราพบคำว่า "กิ" ในภาษาจีน "จี้" ซึ่งหมายถึงพลังงานสำคัญเป็นแม่น้ำซึ่งมีแหล่งกำเนิดอยู่ที่จุดเหนือสะดือและกระจายไปทั่วร่างกายจากปอดผ่าน เครือข่ายที่เรียกว่า "เส้นเมอริเดียน" (ช่องเส้นประสาท) สสารทั้งหมดถือเป็นการรวมตัวกันของพลังงานนี้ในระดับวัสดุ

Reich ผู้มีชื่อเสียงไปทั่วโลกในฐานะนักจิตวิเคราะห์จากเวียนนากล่าวในวัยสามสิบปลายๆ ว่าพลังงานจักรวาลมีอยู่จริง ร่างกายมนุษย์สามารถดูดซึม สะสมและปล่อยออกมาได้ กระบวนการรับ สะสม และปล่อยพลังงานนี้ ซึ่งเขาเรียกว่าพลังงานออร์กอน เขาแสดงออกมาเป็นสูตร: ความตึงเครียด - การอัด - การขนถ่าย - การผ่อนคลาย

จังหวะทางชีวภาพนี้มีบทบาทอย่างไรในการประหยัดพลังงานโดยรวมของสิ่งมีชีวิต มีการอธิบายไว้ดังนี้โดย Ola Raknes ซึ่งเป็นผู้ร่วมมือที่ใกล้ที่สุดคนหนึ่งของ Reich ซึ่งก็คือพลังงาน) ถูกควบคุมโดยระบบอัตโนมัติหรือระบบอัตโนมัติ ซึ่งส่งผลต่อการย่อยอาหาร การไหลเวียนของเลือด การหายใจ และเรื่องเพศ และอารมณ์

หนึ่งในคุณสมบัติเหล่านี้ก็คือ ลมหายใจ- ถูกควบคุมในระดับหนึ่งโดยเจตจำนงและจากส่วนกลาง - ผ่านระบบประสาทส่วนกลาง ดังนั้นโดยระบบทางเดินหายใจ เราจึงสามารถทะลุผ่านจังหวะทางชีวภาพของร่างกายได้อย่างอิสระ ข้อกำหนดเบื้องต้นที่สำคัญสำหรับสุขภาพคือการเผาผลาญของร่างกายอย่างอิสระ มันสามารถรับรู้ได้ด้วยการเต้นของชีพจรทางชีวภาพที่ไม่จำกัดซึ่งเป็นเกณฑ์ของสุขภาพ" (และในกระบวนการฝึกของเรา เราจะสามารถควบคุมการเผาผลาญพลังงานของเราได้ตามต้องการด้วยความช่วยเหลือของการออกกำลังกายการหายใจ - และด้วยเหตุนี้ ตัวอย่างเช่น เราจะสามารถรักษาโรคและความผิดปกติทางจิตได้อย่างอิสระ!)

ในขั้นต้น ไรช์สามารถระบุตำแหน่งพลังงานของออร์กอนได้เฉพาะในรูปแบบการแผ่รังสีที่มาจากสิ่งมีชีวิตเท่านั้น หลังจากนั้นเขาจึงค้นพบว่าออร์กอน - เช่นเดียวกับ "อีเทอร์ที่มีแสง" ที่นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบก่อนหน้านี้ - ปรากฏอยู่ทุกหนทุกแห่ง จึงมีการแลกเปลี่ยนพลังงานอย่างต่อเนื่อง Raknes อ้างถึงข้อกำหนดเบื้องต้นสามประการสำหรับสิ่งนี้:

1. ร่างกายดูดซับพลังงานที่จำเป็นจากสารอาหารผ่านการหายใจและการไหลเข้าของอวัยวะโดยตรง
2. พลังงานสามารถไหลเวียนในร่างกายได้อย่างอิสระและอยู่ในตำแหน่งที่ต้องการเสมอ
3. ร่างกายจะต้องสามารถกำจัดพลังงานส่วนเกินผ่านการเคลื่อนไหวที่เพียงพอ

เมื่อวิลเฮล์ม ไรช์ ไม่กี่วันก่อนสงครามโลกครั้งที่สองเริ่มต้นขึ้น ได้รับตำแหน่งศาสตราจารย์พิเศษในนิวยอร์กที่ New School for Social Research เขาก็เปลี่ยนที่อยู่อาศัยเป็นสหรัฐอเมริกาทันที ซึ่งเขาได้สร้างงานวิจัยของตัวเองขึ้นมา ศูนย์กลางในรัฐเมน: "Orgonon"

ตั้งแต่เริ่มต้นการทำงานในห้องปฏิบัติการมีบุคลิกที่ปั่นป่วน เนื่องจาก Reich เต็มไปด้วยแนวคิดใหม่ ๆ และพลวัตของงานของเขาทำให้พนักงานของเขาติดเชื้ออยู่เสมอ ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา เขาทำงานในสาขาที่หลากหลาย เช่น จิตวิทยา จิตวิเคราะห์ สังคมวิทยา ฟิสิกส์ ชีววิทยา และอุตุนิยมวิทยา แต่มีเป้าหมายเดียวเสมอ นั่นคือการประยุกต์ใช้พลังงาน Orgone ในทางปฏิบัติ
ในการทดลองหลายครั้งที่ดำเนินการตลอดหลายปีที่ผ่านมาจนกระทั่งเขาเสียชีวิต ซึ่งเขาได้รับความช่วยเหลือจากทีมงานกลุ่มเล็กๆ ของผู้ร่วมงาน เขาสามารถพิสูจน์ได้ว่าออร์กอนเป็นพลังงานจักรวาลที่พบได้ทั่วจักรวาล มันส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อชีวิตทางชีวภาพโดยรวม ไรช์:

"ไม่ต้องสงสัยเลยว่า มีกระแสไฟฟ้าอยู่ในร่างกายในรูปของอนุภาคคอลลอยด์และไอออนที่มีประจุไฟฟ้า เคมีคอลลอยด์ทั้งหมดใช้สิ่งนี้ สรีรวิทยาของกล้ามเนื้อก็เช่นกัน ... แต่ยังมีอาการหลายอย่างที่เราไม่สามารถอธิบายได้ ในแง่ของทฤษฎีพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้านี่คือผลกระทบของ "แม่เหล็ก" ของร่างกายเป็นหลัก แพทย์หลายคนใช้แรงแม่เหล็กเหล่านี้ในทางปฏิบัติ ... ไม่มีใครเคยเห็นการเคลื่อนไหวอินทรีย์ภายใต้อิทธิพลทางไฟฟ้าที่จะมีแม้กระทั่ง ความคล้ายคลึงเพียงเล็กน้อยกับการเคลื่อนไหวในชีวิตประจำวันของเราของระบบกล้ามเนื้อทั้งหมดหรือกลุ่มการทำงานของกล้ามเนื้อ .. "ประสาทสัมผัสของเราบอกเราอย่างชัดเจนว่าอารมณ์ (ไม่ต้องสงสัยเลยว่าเป็นการแสดงออกของพลังงานทางชีวภาพของเรา) โดยพื้นฐานแล้วจะแตกต่างจากความรู้สึกที่สามารถสัมผัสได้ด้วยไฟฟ้า ช็อค ประสาทสัมผัสของเราไม่สามารถรับมือกับแรงกระแทกของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่เติมเต็มบรรยากาศได้อย่างสมบูรณ์.. .

หากพลังงานชีวิตของเรามีอยู่ในรูปของไฟฟ้าก็คงจะเข้าใจไม่ได้เนื่องจากอวัยวะในการรับรู้จะเป็นการแสดงออกของพลังงานนี้ทำไมเราจึงเห็นเพียงแสงจากทั้งบริเวณคลื่นและที่เหลือก็คือ ไม่สามารถใช้ได้ เราไม่รู้สึกถึงอิเล็กตรอนของเครื่องเอ็กซ์เรย์หรือการแผ่รังสีของเรเดียม... จนถึงขณะนี้ยังไม่สามารถแสดงวิตามินในการวัดทางไฟฟ้าซึ่งมีพลังงานชีวภาพอย่างไม่ต้องสงสัย... สิ่งเหล่านี้ล้วนขัดแย้งกันอย่างมาก ที่ไม่สามารถแก้ไขได้ภายใต้กรอบของพลังงานรูปแบบที่รู้จัก ... "

ในระหว่างการวิจัยของเขา Reich ได้สร้างข้อกำหนดเบื้องต้นที่มีผลสำเร็จสำหรับการทำความเข้าใจความสัมพันธ์ของออร์กอนกับพลังงานรูปแบบอื่น เช่น แสงและไฟฟ้า ในเวลาเดียวกัน เขาได้ดำเนินการต่อจากข้อเท็จจริงที่ว่าพลังงานทุกรูปแบบและสสารทั้งหมดมีต้นกำเนิดมาจากออร์กอน

Reich: "พลังงานของ Orgon ไม่มีมวล มันเป็นของดั้งเดิมและมีอยู่แล้วก่อนสสารและพลังงานรูปแบบอื่น ๆ... เมื่อกระแสน้ำของ Orgon แต่ละอันควบแน่นและหลอมรวมเข้าด้วยกัน พวกมันสามารถผลิต: สสารที่ก่อนหน้านี้มันไม่เคยมีมาก่อน ดำรงอยู่... สสารที่มีอยู่สามารถรวมตัวกันเป็นรูปแบบสิ่งมีชีวิตได้เองจากผลกระทบจากพลังงานของออร์กอนซึ่งไม่มีสิ่งมีชีวิตมาก่อน... ในความเข้มข้นตามธรรมชาติ ออร์กอนสามารถจัดระบบต่างๆ ได้... ระบบเหล่านี้อาจเป็นดาวเคราะห์ ดวงอาทิตย์ และแม้กระทั่งทั้งหมด กาแลคซี่..."

ฟิสิกส์ของอนุภาคมูลฐาน (อนุภาคมูลฐานเป็นวัตถุทางกายภาพนิวเคลียร์ที่ง่ายที่สุดที่รู้จักกันมาจนบัดนี้ซึ่งประกอบเป็นอะตอม) ในยุคของเรารู้พลังงานรูปแบบหนึ่งที่ตรงตามคุณลักษณะหลายประการที่กำหนดให้กับพลังงานที่สำคัญโดย Reich - พลังงานนิวตริโน!

ส่งผลงานดีๆ ของคุณในฐานความรู้ได้ง่ายๆ ใช้แบบฟอร์มด้านล่าง

นักศึกษา นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษา นักวิทยาศาสตร์รุ่นเยาว์ ที่ใช้ฐานความรู้ในการศึกษาและการทำงาน จะรู้สึกขอบคุณเป็นอย่างยิ่ง

โฮสต์ที่ http://www.allbest.ru

การแนะนำ

พลังงานอวกาศเป็นพลังงานทดแทนประเภทหนึ่งที่เกี่ยวข้องกับการใช้พลังงานแสงอาทิตย์เพื่อผลิตไฟฟ้า โดยมีที่ตั้งของโรงไฟฟ้าในวงโคจรโลกหรือบนดวงจันทร์

นับตั้งแต่ทศวรรษที่ 70 ของศตวรรษที่ผ่านมา ผู้คนต่างคิดกันว่าจะหาพลังงานโดยตรงจากอวกาศได้อย่างไร แนวคิดนี้ได้รับการอธิบายครั้งแรกโดยไอแซค อาซิมอฟในเรื่องลอจิกนิยายวิทยาศาสตร์ของเขา และสิทธิบัตรแรกที่อธิบายเทคโนโลยีการส่งกระแสไฟฟ้าโดยใช้ไมโครเวฟในระยะไกลนั้นได้รับโดย Peter Glaser ในปี 1973 แม้ว่านาซ่าจะไม่ได้พัฒนาแนวคิดนี้เมื่อพิจารณาว่ามันแพงและอันตรายเกินไป ไม่มีใครรับประกันได้ว่าคลื่นจะตกลงมาจากเสาอากาศหนึ่งไปยังอีกเสาอากาศหนึ่งอย่างแม่นยำ

1. ดาวเทียมเพื่อการผลิตไฟฟ้า

การพัฒนาแนวคิด

แนวคิดดาวเทียมพลังงานแสงอาทิตย์ได้รับการพัฒนาโดยทีมวิศวกรจาก Artemis Innovation Management Solutions ในแคลิฟอร์เนีย ซึ่งนำโดย John Mankins ตามที่นักพัฒนาระบุว่าโครงการนี้มีข้อได้เปรียบที่สำคัญเหนือเทคโนโลยีที่นำเสนอก่อนหน้านี้ แนวทางใหม่ในการสร้างอุปกรณ์อวกาศช่วยลดความจำเป็นในการใช้ระบบการจัดการพลังงานและระบบจำหน่ายพลังงานที่ซับซ้อน

โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ผ่านดาวเทียมจะถูกประกอบขึ้นในอวกาศโดยแต่ละองค์ประกอบมีน้ำหนัก 49.5 - 198 กิโลกรัม โดยแต่ละองค์ประกอบจะผลิตแยกกันบนโลกและส่งขึ้นสู่วงโคจร ในความเป็นจริง มันเป็นกระจกฟิล์มบางที่สามารถเคลื่อนย้ายได้จำนวนมาก ซึ่งตั้งอยู่บนพื้นผิวโค้งด้านนอกของดาวเทียม กระจกเหล่านี้จะดักจับและเปลี่ยนเส้นทางแสงแดดไปยังเซลล์แสงอาทิตย์ที่อยู่ด้านหลังของแผงซึ่งผลิตกระแสไฟฟ้า ด้านโลกของดาวเทียมเป็นอาเรย์โมดูลาร์ทรงกลมที่ปกคลุมไปด้วยแผงส่งกำลังไมโครเวฟ แผงเหล่านี้สร้างลำแสงพลังงานความถี่วิทยุความเข้มต่ำที่จะถูกส่งไปยังโลก

หลังจากการคำนวณทั้งหมด ปรากฎว่าดาวเทียมดังกล่าวจะผลิตพลังงานได้ 5,000 เมกะวัตต์ หลังจากถ่ายโอนลงสู่พื้นดินแล้วจะยังมีพลังงานเหลืออยู่ 2,000 เมกะวัตต์ เพื่อทำความเข้าใจว่ามากหรือไม่ก็ควรเปรียบเทียบกำลังการผลิตนี้กับโรงไฟฟ้าพลังน้ำครัสโนยาสค์ซึ่งมีกำลังการผลิต 6,000 เมกะวัตต์

โครงการเทคโนโลยี

ระบบจะถือว่ามีอุปกรณ์ปล่อยอยู่ในวงโคจรค้างฟ้า มันควรจะแปลงพลังงานแสงอาทิตย์ให้อยู่ในรูปแบบที่สะดวกสำหรับการส่งผ่าน (ไมโครเวฟ, รังสีเลเซอร์) และถ่ายโอนไปยังพื้นผิวในรูปแบบ "เข้มข้น" ในกรณีนี้จำเป็นต้องมี "ตัวรับ" บนพื้นผิวที่รับรู้พลังงานนี้

ดาวเทียมเก็บเกี่ยวพลังงานแสงอาทิตย์ประกอบด้วยสามส่วนโดยพื้นฐานแล้ว:

วิธีการรวบรวมพลังงานแสงอาทิตย์ในอวกาศ เช่น ผ่านแผงโซลาร์เซลล์หรือเครื่องยนต์ความร้อนสเตอร์ลิง

วิธีการส่งพลังงานลงสู่พื้นดิน เช่น ผ่านไมโครเวฟหรือเลเซอร์

วิธีการรับพลังงานบนโลก เช่น ผ่านทางเรกเทนนา

ยานอวกาศจะอยู่ใน GEO และไม่จำเป็นต้องพยุงตัวเองต้านแรงโน้มถ่วง นอกจากนี้ยังไม่ต้องการการปกป้องจากลมพื้นดินหรือสภาพอากาศ แต่จะจัดการกับอันตรายในอวกาศ เช่น อุกกาบาตขนาดเล็ก และพายุสุริยะ

ความเกี่ยวข้องในวันนี้

นับตั้งแต่เวลาผ่านไปกว่า 40 ปีนับตั้งแต่แนวคิดนี้ปรากฏขึ้น แผงโซลาร์เซลล์มีราคาลดลงอย่างมากและมีประสิทธิภาพเพิ่มขึ้น และการขนส่งสินค้าขึ้นสู่วงโคจรก็มีราคาถูกลง ในปี 2550 สมาคมอวกาศแห่งชาติของสหรัฐอเมริกาได้นำเสนอรายงานที่พูดถึงแนวโน้มของ การพัฒนาพลังงานอวกาศในสมัยของเรา

ข้อดีของระบบ

· ประสิทธิภาพสูงเนื่องจากไม่มีบรรยากาศ การผลิตไฟฟ้าไม่ได้ขึ้นอยู่กับสภาพอากาศและฤดูกาล

· การไม่มีการแบ่งแยกที่เกือบจะสมบูรณ์ เนื่องจากระบบวงแหวนของดาวเทียมที่โคจรรอบโลก ณ เวลาใดๆ ก็ตามจะต้องมีดวงอาทิตย์ส่องสว่างอย่างน้อยหนึ่งครั้ง

2. เข็มขัดทางจันทรคติ

โครงการพลังงานอวกาศนำเสนอโดยชิมิสึในปี 2010 ตามที่วิศวกรชาวญี่ปุ่นคิดไว้ นี่ควรเป็นแถบแผงโซลาร์เซลล์ที่ทอดยาวไปตามแนวเส้นศูนย์สูตรของดวงจันทร์ (11,000 กิโลเมตร) และกว้าง 400 กิโลเมตร

แผงเซลล์แสงอาทิตย์

เนื่องจากไม่สามารถผลิตและขนส่งเซลล์แสงอาทิตย์จำนวนดังกล่าวจากโลกได้ ตามแผนของนักวิทยาศาสตร์ จึงต้องผลิตเซลล์แสงอาทิตย์โดยตรงบนดวงจันทร์ ในการทำเช่นนี้คุณสามารถใช้ดินบนดวงจันทร์ซึ่งคุณสามารถสร้างแผงโซลาร์เซลล์ได้

การถ่ายโอนพลังงาน

พลังงานจากแถบนี้จะถูกส่งโดยคลื่นวิทยุโดยใช้เสาอากาศขนาดใหญ่ 20 กม. และได้รับจากวงจรเรียงกระแสบนโลก วิธีส่งสัญญาณที่สองที่สามารถใช้ได้คือการส่งผ่านลำแสงโดยใช้เลเซอร์ และการรับสัญญาณโดยเครื่องตรวจจับแสงบนพื้น

ข้อดีของระบบ

เนื่องจากไม่มีชั้นบรรยากาศหรือสภาพอากาศบนดวงจันทร์ จึงสามารถสร้างพลังงานได้เกือบตลอดเวลาและมีปัจจัยด้านประสิทธิภาพสูง

David Criswell แนะนำว่าดวงจันทร์เป็นสถานที่ที่เหมาะสมที่สุดสำหรับโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ ข้อได้เปรียบหลักของการวางแผงรวบรวมพลังงานแสงอาทิตย์บนดวงจันทร์ก็คือ แผงเซลล์แสงอาทิตย์ส่วนใหญ่สามารถสร้างขึ้นจากวัสดุในท้องถิ่น แทนที่จะใช้ทรัพยากรภาคพื้นดิน ซึ่งช่วยลดมวลได้อย่างมาก และด้วยเหตุนี้ ต้นทุนจึงลดลงเมื่อเทียบกับตัวเลือกพลังงานแสงอาทิตย์ในอวกาศอื่นๆ

3. เทคโนโลยีที่ใช้ในพลังงานอวกาศ

พลังงานไฟฟ้าเลเซอร์อวกาศ

การส่งพลังงานแบบไร้สายสู่โลก

การส่งพลังงานแบบไร้สายถูกเสนอตั้งแต่เริ่มแรกเพื่อเป็นวิธีการส่งพลังงานจากอวกาศหรือสถานีดวงจันทร์ไปยังโลก พลังงานสามารถส่งผ่านโดยใช้รังสีเลเซอร์หรือไมโครเวฟที่ความถี่ต่างๆ ขึ้นอยู่กับการออกแบบของระบบ ปัญหาหลักของการใช้ไมโครเวฟคือการละเมิดระบบนิเวศและชีววิทยาของภูมิภาคการผลิตพลังงาน การแตกตัวเป็นไอออนของวัสดุชีวภาพเริ่มต้นด้วยรังสีอัลตราไวโอเลตเท่านั้นและปรากฏที่ความถี่วิทยุที่สูงขึ้น ดังนั้นจึงจำเป็นต้องใช้ความถี่ที่ต่ำกว่ารังสีอัลตราไวโอเลต

นักวิจัยของ NASA ทำงานในช่วงทศวรรษ 1980 โดยมีความเป็นไปได้ในการใช้เลเซอร์เพื่อแผ่พลังงานระหว่างจุดสองจุดในอวกาศ ในอนาคตเทคโนโลยีนี้จะกลายเป็นอีกทางเลือกหนึ่งในการถ่ายโอนพลังงานเป็นพลังงานในอวกาศ ในปี 1991 โครงการ SELENE ได้เริ่มต้นขึ้น ซึ่งเกี่ยวข้องกับการสร้างเลเซอร์สำหรับพลังงานในอวกาศ รวมถึงพลังงานเลเซอร์สำหรับแผ่พลังงานไปยังฐานดวงจันทร์ ในปี พ.ศ. 2531 แกรนท์ โลแกน เสนอให้ใช้เลเซอร์ที่วางบนโลกเพื่อจ่ายพลังงานให้กับสถานีอวกาศ ซึ่งคาดว่าน่าจะทำได้ในปี พ.ศ. 2532 มีการเสนอให้ใช้เซลล์แสงอาทิตย์ชนิดเพชรที่อุณหภูมิ 300 °C เพื่อแปลงรังสีอัลตราไวโอเลตเลเซอร์ โครงการ SELENE ยังคงดำเนินการตามแนวคิดนี้จนกระทั่งถูกปิดอย่างเป็นทางการในปี 1993 หลังจากการวิจัยเป็นเวลาสองปีและไม่มีการทดสอบเทคโนโลยีในระยะยาว เหตุผลในการปิด: ค่าใช้จ่ายในการดำเนินการสูง

การแปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้า

ในด้านพลังงานในอวกาศ วิธีเดียวที่จะสร้างพลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพคือการใช้เซลล์แสงอาทิตย์ จากมุมมองด้านพลังงาน อุปกรณ์ที่มีประสิทธิภาพที่สุดในการแปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้าคือเครื่องแปลงไฟฟ้าโซลาร์เซลล์เซมิคอนดักเตอร์ (PVC) เนื่องจากเป็นการเปลี่ยนผ่านพลังงานขั้นตอนเดียวโดยตรง ประสิทธิภาพของเซลล์แสงอาทิตย์ที่ผลิตเชิงพาณิชย์โดยเฉลี่ยอยู่ที่ 16% สำหรับตัวอย่างที่ดีที่สุดสูงถึง 25% ในสภาพห้องปฏิบัติการ มีประสิทธิภาพถึง 43% แล้ว

รับพลังงานจากคลื่นไมโครเวฟที่ปล่อยออกมาจากแหล่งกำเนิด

สิ่งสำคัญคือต้องเรียนรู้วิธีรับพลังงาน หนึ่งในนั้นคือการได้รับพลังงานจากความช่วยเหลือของเรคเทนนา วงจรเรียงกระแส (เสาอากาศเรียงกระแส) เป็นอุปกรณ์ที่เป็นเสาอากาศแบบไม่เชิงเส้นซึ่งออกแบบมาเพื่อแปลงพลังงานสนามของคลื่นตกกระทบให้เป็นพลังงานไฟฟ้ากระแสตรง

ข้อดีและข้อเสีย

พลังงานแสงอาทิตย์ในอวกาศคือพลังงานที่ได้รับนอกชั้นบรรยากาศของโลก ในกรณีที่ไม่มีการปนเปื้อนของก๊าซในชั้นบรรยากาศหรือเมฆ พลังงานประมาณ 35% ที่เข้าสู่ชั้นบรรยากาศจะตกลงบนโลก นอกจากนี้ การเลือกวิถีโคจรที่ถูกต้อง คุณจะได้รับพลังงานประมาณ 96% ของเวลาทั้งหมด ดังนั้นแผงเซลล์แสงอาทิตย์ในวงโคจรค้างฟ้าของโลก (ที่ระดับความสูง 36,000 กม.) จะได้รับแสงมากกว่าแผงบนพื้นผิวโลกโดยเฉลี่ยแปดเท่า และมากยิ่งขึ้นเมื่อยานอวกาศอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากกว่าโลก ข้อได้เปรียบเพิ่มเติมคือความจริงที่ว่าในอวกาศไม่มีปัญหาเรื่องน้ำหนักหรือการกัดกร่อนของโลหะเนื่องจากไม่มีบรรยากาศ

ในทางกลับกันข้อเสียเปรียบหลักของพลังงานอวกาศจนถึงทุกวันนี้คือต้นทุนที่สูง เงินที่ใช้ในการนำระบบขึ้นสู่วงโคจรที่มีมวลรวม 3 ล้านตันจะชำระคืนภายใน 20 ปีเท่านั้น และนี่คือหากเราคำนึงถึงต้นทุนต่อหน่วยในการจัดส่งสินค้าจากโลกไปยังวงโคจรที่ใช้งาน 100 $ / กิโลกรัม. ต้นทุนการนำสินค้าขึ้นสู่วงโคจรในปัจจุบันนั้นสูงกว่ามาก

ปัญหาทางเทคโนโลยีหลัก

จากการศึกษาในปี 2551 พบว่ามีความท้าทายทางเทคโนโลยีที่สำคัญ 5 ประการที่วิทยาศาสตร์ต้องเอาชนะเพื่อทำให้พลังงานในอวกาศพร้อมใช้งาน

· ชิ้นส่วนไฟฟ้าโซลาร์เซลล์และอิเล็กทรอนิกส์ต้องทำงานอย่างมีประสิทธิภาพสูงที่อุณหภูมิสูง

· การส่งพลังงานแบบไร้สายจะต้องแม่นยำและปลอดภัย

· โรงไฟฟ้าอวกาศควรมีราคาไม่แพงในการผลิต

· ยานพาหนะปล่อยอวกาศราคาประหยัด

· การรักษาตำแหน่งคงที่ของสถานีเหนือตัวรับพลังงาน: แรงดันของแสงแดดจะดันสถานีออกจากตำแหน่งที่ต้องการ และความดันของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่พุ่งเข้าหาโลกจะดันสถานีออกจากพื้นโลก

โฮสต์บน Allbest.ru

เอกสารที่คล้ายกัน

พลังงานแสงอาทิตย์ ประวัติความเป็นมาของการพัฒนาพลังงานแสงอาทิตย์ วิธีการผลิตไฟฟ้าและความร้อนจากรังสีดวงอาทิตย์ ข้อดีและข้อเสียของการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ ประเภทของเซลล์แสงอาทิตย์ เทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์

บทคัดย่อ เพิ่มเมื่อ 30/07/2551


การทำกำไรจากการพัฒนาโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ ขั้นตอนและทิศทางของกระบวนการนี้ โอกาส ความสำคัญ การแปลงโฟโตอิเล็กทริกของรังสีดวงอาทิตย์ การส่งพลังงานแบบไร้สายโดยใช้สมการการถ่ายโอน Friis

ภาคเรียน เพิ่มเมื่อ 17/06/2555


ความสนใจที่เพิ่มขึ้นในปัญหาการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ ปัจจัยต่างๆ ที่จำกัดพลังของพลังงานแสงอาทิตย์ แนวคิดสมัยใหม่ในการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ การใช้พลังงานจากมหาสมุทร หลักการทำงานของกังหันลมทั้งหมด

บทคัดย่อเพิ่มเมื่อ 20/08/2014


ทำความคุ้นเคยกับทิศทางหลักและโอกาสในการพัฒนาพลังงานทดแทน การกำหนดประโยชน์ทางเศรษฐกิจและสิ่งแวดล้อมของการใช้ลม แสงอาทิตย์ ความร้อนใต้พิภพ พื้นที่ ไฮโดรเจน พลังงานไฮโดรเจนซัลไฟด์ เชื้อเพลิงชีวภาพ

บทคัดย่อ เพิ่มเมื่อ 12/15/2010


สาระสำคัญและลักษณะโดยย่อของประเภทของพลังงาน คุณสมบัติของการใช้พลังงานแสงอาทิตย์และไฮโดรเจน ข้อดีหลักของพลังงานความร้อนใต้พิภพ ประวัติความเป็นมาของการประดิษฐ์ "ปลอกคอ" โดย A. Strelyamy หลักการทำงานและการใช้พลังงานในการเจริญเติบโตของพืช

การนำเสนอเพิ่มเมื่อ 12/20/2009


พลังงานความร้อนใต้พิภพและการใช้ประโยชน์ การใช้ทรัพยากรไฟฟ้าพลังน้ำ เทคโนโลยีที่มีแนวโน้มของพลังงานแสงอาทิตย์ หลักการทำงานของกังหันลม พลังงานของคลื่นและกระแสน้ำ สถานะและโอกาสในการพัฒนาพลังงานทดแทนในรัสเซีย

บทคัดย่อเพิ่มเมื่อ 16/06/2552


ปริมาณพลังงานแสงอาทิตย์ที่ตกกระทบโลก การใช้งานโดยมนุษย์ วิธีการใช้พลังงานแสงอาทิตย์แบบพาสซีฟ นักสะสมพลังงานแสงอาทิตย์ วงจรเทคโนโลยีของโรงไฟฟ้าพลังความร้อนจากแสงอาทิตย์ การติดตั้งเซลล์แสงอาทิตย์อุตสาหกรรม

การนำเสนอเพิ่มเมื่อ 12/06/2015


การผลิตไฟฟ้าในรูปแบบต่างๆ การติดตั้งไฟฟ้าโซลาร์เซลล์, ระบบทำความร้อนพลังงานแสงอาทิตย์, เครื่องรับพลังงานแสงอาทิตย์แบบรวมศูนย์, เครื่องสะสมพลังงานแสงอาทิตย์ การพัฒนาพลังงานแสงอาทิตย์ ผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อมจากการพัฒนาพลังงานแสงอาทิตย์

บทคัดย่อ เพิ่มเมื่อ 27/10/2014


ข้อมูลพื้นฐานเกี่ยวกับพลังงานทดแทน ข้อดีและข้อเสียของตัวสะสมสุญญากาศ ลดการพึ่งพาแหล่งพลังงาน การใช้ตัวสะสมโฟกัส ประโยชน์ของการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ที่สะอาด

บทคัดย่อเพิ่มเมื่อ 21/03/2558


ทบทวนเทคโนโลยีและการพัฒนาการติดตั้งระบบไฟฟ้าของโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ เครื่องสเตอร์ลิงและวิธีการทำงาน การผลิตไฟฟ้าโดยใช้แผงโซลาร์เซลล์ การใช้พลังงานแสงอาทิตย์ในอุตสาหกรรมต่างๆ

1968 : Peter Glazer ได้นำเสนอแนวคิดเกี่ยวกับระบบดาวเทียมพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่ที่มีตัวสะสมพลังงานแสงอาทิตย์พื้นที่หนึ่งตารางไมล์ที่ระดับความสูงของวงโคจร geostationary (GSO 36,000 กม. เหนือเส้นศูนย์สูตร) ​​เพื่อรวบรวมและแปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นลำแสงไมโครเวฟแม่เหล็กไฟฟ้าเพื่อส่งพลังงานที่มีประโยชน์ไปยังเสาอากาศขนาดใหญ่ บนโลก.

1990 : "ศูนย์วิจัยที่ตั้งชื่อตาม M.V. Keldysh" พัฒนาแนวคิดเรื่องการจัดหาพลังงานสู่โลกจากอวกาศโดยใช้วงโคจรโลกต่ำ “ในปี 2563-2573 สามารถสร้างโรงไฟฟ้าอวกาศได้ 10-30 แห่ง แต่ละแห่งจะประกอบด้วยโมดูลพลังงานอวกาศ 10 แห่ง ความจุรวมที่วางแผนไว้ของสถานีจะอยู่ที่ 1.5-4.5 GW และความจุรวมของผู้บริโภคบนโลกจะอยู่ที่ 0.75-2.25 GW” นอกจากนี้ ยังมีแผนที่จะเพิ่มจำนวนสถานีเป็น 800 หน่วยภายในปี 2593-2100 และกำลังการผลิตขั้นสุดท้ายสำหรับผู้บริโภคเป็น 960 GW อย่างไรก็ตาม จนถึงปัจจุบัน แม้แต่การสร้างแบบร่างการทำงานตามแนวคิดนี้ก็ยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด [ ] ;

2009 : สำนักงานสำรวจอวกาศญี่ปุ่นได้ประกาศแผนการที่จะเปิดตัวดาวเทียมพลังงานแสงอาทิตย์ขึ้นสู่วงโคจรซึ่งจะส่งพลังงานสู่โลกโดยใช้ไมโครเวฟ พวกเขาหวังว่าจะปล่อยดาวเทียมต้นแบบดวงแรกในวงโคจรภายในปี 2573

2009 : Solaren ซึ่งตั้งอยู่ในแคลิฟอร์เนีย สหรัฐอเมริกา ได้ลงนามข้อตกลงกับ PG&E ว่า PG&E จะซื้อพลังงานที่ Solaren จะผลิตในอวกาศ กำลังไฟฟ้าจะมีขนาด 200 เมกะวัตต์ ตามแผนดังกล่าว บ้าน 250,000 หลังจะได้รับพลังงานไฟฟ้านี้ โดยมีการวางแผนดำเนินโครงการในปี 2559

2011 : ประกาศโครงการโดยบริษัทญี่ปุ่นหลายแห่งที่จะดำเนินการโดยอาศัยดาวเทียม 40 ดวงพร้อมแผงโซลาร์เซลล์ มิตซูบิชิ คอร์ปอเรชั่น ควรเป็นแกนนำของโครงการ การส่งสัญญาณสู่โลกจะดำเนินการโดยใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เครื่องรับควรเป็น "กระจก" ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 3 กม. ซึ่งจะตั้งอยู่ในพื้นที่ทะเลทรายของมหาสมุทร ในปี พ.ศ. 2554 มีแผนจะเริ่มโครงการในปี พ.ศ. 2555

2013 : สถาบันวิทยาศาสตร์หลักของ Roscosmos - TsNIIMash ได้ริเริ่มสร้างโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ในอวกาศ (CSPS) ของรัสเซียที่มีกำลังการผลิต 1-10 GW พร้อมการส่งไฟฟ้าแบบไร้สายไปยังผู้ใช้ภาคพื้นดิน TsNIIMash ดึงความสนใจไปที่ความจริงที่ว่านักพัฒนาชาวอเมริกันและญี่ปุ่นได้เลือกเส้นทางของการใช้รังสีไมโครเวฟซึ่งในปัจจุบันดูเหมือนว่าจะมีประสิทธิภาพน้อยกว่ารังสีเลเซอร์มาก

ดาวเทียมสำหรับการผลิตไฟฟ้า

ประวัติความคิด

แนวคิดนี้ปรากฏครั้งแรกในปี 1970 การเกิดขึ้นของโครงการดังกล่าวมีความเกี่ยวข้องกับวิกฤตพลังงาน ในเรื่องนี้รัฐบาลสหรัฐฯ ได้จัดสรรเงิน 20 ล้านดอลลาร์ให้กับหน่วยงานอวกาศ NASA และ Boeing เพื่อคำนวณความเป็นไปได้ของโครงการ SPS (Solar Power Satellite) ขนาดยักษ์

หลังจากการคำนวณทั้งหมด ปรากฎว่าดาวเทียมดังกล่าวจะผลิตพลังงานได้ 5,000 เมกะวัตต์ หลังจากถ่ายโอนลงสู่พื้นดินแล้วจะยังมีพลังงานเหลืออยู่ 2,000 เมกะวัตต์ เพื่อทำความเข้าใจว่ามากหรือไม่ก็คุ้มค่าที่จะเปรียบเทียบพลังนี้กับโรงไฟฟ้าพลังน้ำครัสโนยาสค์ซึ่งมีกำลังการผลิต 6,000 เมกะวัตต์ แต่ค่าใช้จ่ายโดยประมาณของโครงการดังกล่าวอยู่ที่ 1 ล้านล้านดอลลาร์ซึ่งเป็นสาเหตุของการปิดโครงการ

โครงการเทคโนโลยี

ระบบจะถือว่ามีอุปกรณ์ปล่อยอยู่ในวงโคจรค้างฟ้า มันควรจะแปลงพลังงานแสงอาทิตย์ให้อยู่ในรูปแบบที่สะดวกสำหรับการส่งผ่าน (ไมโครเวฟ, รังสีเลเซอร์) และถ่ายโอนไปยังพื้นผิวในรูปแบบ "เข้มข้น" ในกรณีนี้จำเป็นต้องมี "ตัวรับ" บนพื้นผิวที่รับรู้พลังงานนี้

ดาวเทียมเก็บเกี่ยวพลังงานแสงอาทิตย์ประกอบด้วยสามส่วนโดยพื้นฐานแล้ว:

• วิธีการรวบรวมพลังงานแสงอาทิตย์ในอวกาศ เช่น ผ่านแผงโซลาร์เซลล์หรือเครื่องยนต์ความร้อนสเตอร์ลิง
• วิธีการส่งพลังงานลงสู่พื้นดิน เช่น ผ่านไมโครเวฟหรือเลเซอร์
• วิธีรับพลังงานบนโลก เช่น ผ่านทางเรกเทนนา

ยานอวกาศจะอยู่ใน GEO และไม่จำเป็นต้องพยุงตัวเองต้านแรงโน้มถ่วง นอกจากนี้ยังไม่ต้องการการปกป้องจากลมพื้นดินหรือสภาพอากาศ แต่จะจัดการกับอันตรายในอวกาศ เช่น อุกกาบาตขนาดเล็ก และพายุสุริยะ

ความเกี่ยวข้องในวันนี้

นับตั้งแต่ผ่านไป 40 ปีนับตั้งแต่แนวคิดนี้ปรากฏขึ้น แผงโซลาร์เซลล์มีราคาลดลงอย่างมากและมีประสิทธิภาพเพิ่มขึ้น และการขนส่งสินค้าขึ้นสู่วงโคจรก็มีราคาถูกลง ในปี 2550 สมาคมอวกาศแห่งชาติของสหรัฐอเมริกาได้นำเสนอรายงานที่พูดถึงแนวโน้มของ การพัฒนาพลังงานอวกาศในปัจจุบัน

ประโยชน์ของระบบ

• ประสิทธิภาพสูงเนื่องจากไม่มีชั้นบรรยากาศ การผลิตพลังงานไม่ได้ขึ้นอยู่กับสภาพอากาศและฤดูกาล
• การไม่มีการขัดจังหวะโดยสมบูรณ์ เนื่องจากระบบวงแหวนของดาวเทียมที่โคจรรอบโลกในเวลาใดก็ตามจะมีดวงอาทิตย์ส่องสว่างอย่างน้อยหนึ่งดวง

เข็มขัดดวงจันทร์

โครงการพลังงานอวกาศนำเสนอโดยชิมิสึในปี 2010 ตามที่วิศวกรชาวญี่ปุ่นวางแผนไว้ นี่ควรเป็นแถบแผงโซลาร์เซลล์ที่ทอดยาวไปตามแนวเส้นศูนย์สูตรของดวงจันทร์ (11,000 กิโลเมตร) และกว้าง 400 กิโลเมตร

แผงเซลล์แสงอาทิตย์

เนื่องจากไม่สามารถผลิตและขนส่งเซลล์แสงอาทิตย์จำนวนดังกล่าวจากโลกได้ ตามแผนของนักวิทยาศาสตร์ จึงต้องผลิตเซลล์แสงอาทิตย์โดยตรงบนดวงจันทร์ ในการทำเช่นนี้คุณสามารถใช้ดินบนดวงจันทร์ซึ่งคุณสามารถสร้างแผงโซลาร์เซลล์ได้

การถ่ายโอนพลังงาน

พลังงานจากแถบนี้จะถูกส่งโดยคลื่นวิทยุโดยใช้เสาอากาศขนาดใหญ่ 20 กม. และได้รับจากวงจรเรียงกระแสบนโลก วิธีส่งที่สองที่สามารถใช้ได้คือการส่งผ่านลำแสงโดยใช้เลเซอร์ และการรับโดยกับดักแสงบนพื้น

ประโยชน์ของระบบ

เนื่องจากไม่มีชั้นบรรยากาศหรือสภาพอากาศบนดวงจันทร์ จึงสามารถสร้างพลังงานได้เกือบตลอดเวลาและมีปัจจัยด้านประสิทธิภาพสูง

David Criswell แนะนำว่าดวงจันทร์เป็นสถานที่ที่เหมาะสมที่สุดสำหรับโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ ข้อได้เปรียบหลักของการวางแผงรวบรวมพลังงานแสงอาทิตย์บนดวงจันทร์ก็คือ แผงเซลล์แสงอาทิตย์ส่วนใหญ่สามารถสร้างขึ้นจากวัสดุในท้องถิ่น แทนที่จะใช้ทรัพยากรภาคพื้นดิน ซึ่งช่วยลดมวลได้อย่างมาก และด้วยเหตุนี้ ต้นทุนจึงลดลงเมื่อเทียบกับตัวเลือกพลังงานแสงอาทิตย์ในอวกาศอื่นๆ

เทคโนโลยีที่ใช้ในพลังงานอวกาศ

การส่งพลังงานแบบไร้สายสู่โลก

การส่งพลังงานแบบไร้สายถูกเสนอตั้งแต่เริ่มแรกเพื่อเป็นวิธีการส่งพลังงานจากอวกาศหรือสถานีดวงจันทร์ไปยังโลก พลังงานสามารถส่งผ่านโดยใช้รังสีเลเซอร์หรือไมโครเวฟที่ความถี่ต่างๆ ขึ้นอยู่กับการออกแบบของระบบ ทางเลือกใดที่ถูกสร้างขึ้นเพื่อให้การส่งผ่านรังสีไม่ทำให้เกิดไอออน เพื่อหลีกเลี่ยงการรบกวนระบบนิเวศหรือระบบชีวภาพของภูมิภาคที่ได้รับพลังงาน ขีด จำกัด บนสำหรับความถี่ของการแผ่รังสีถูกตั้งค่าเพื่อให้พลังงานต่อโฟตอนไม่ทำให้เกิดการแตกตัวเป็นไอออนของสิ่งมีชีวิตเมื่อผ่านพวกมัน การแตกตัวเป็นไอออนของวัสดุชีวภาพเริ่มต้นด้วยรังสีอัลตราไวโอเลตเท่านั้น และเป็นผลให้ปรากฏที่ความถี่ที่สูงขึ้น ดังนั้นความถี่วิทยุจำนวนมากจึงสามารถถ่ายโอนพลังงานได้

เลเซอร์

การแปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้า

ในด้านพลังงานอวกาศ (ในสถานีที่มีอยู่และในการพัฒนาโรงไฟฟ้าอวกาศ) วิธีเดียวที่จะสร้างพลังงานอย่างมีประสิทธิภาพคือการใช้เซลล์แสงอาทิตย์ ตาแมวเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่แปลงพลังงานโฟตอนเป็นพลังงานไฟฟ้า ตาแมวแรกที่ใช้เอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริกภายนอกถูกสร้างขึ้นโดย Alexander Stoletov เมื่อปลายศตวรรษที่ 19 จากมุมมองด้านพลังงาน อุปกรณ์ที่มีประสิทธิภาพที่สุดในการแปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้าคือเครื่องแปลงไฟฟ้าโซลาร์เซลล์เซมิคอนดักเตอร์ (PVC) เนื่องจากเป็นการเปลี่ยนผ่านพลังงานขั้นตอนเดียวโดยตรง ประสิทธิภาพของเซลล์แสงอาทิตย์ที่ผลิตเชิงพาณิชย์โดยเฉลี่ยอยู่ที่ 16% สำหรับตัวอย่างที่ดีที่สุดสูงถึง 25% ในสภาพห้องปฏิบัติการ มีประสิทธิภาพถึง 43% แล้ว

การรับพลังงานจากคลื่นไมโครเวฟที่ปล่อยออกมาจากดาวเทียม

สิ่งสำคัญคือต้องเน้นย้ำวิธีการรับพลังงาน หนึ่งในนั้นคือการได้รับพลังงานจากความช่วยเหลือของเรคเทนนา Rectenna (เสาอากาศเรียงกระแส) - อุปกรณ์ที่เป็นเสาอากาศแบบไม่เชิงเส้นที่ออกแบบมาเพื่อแปลงพลังงานของสนามคลื่นที่ตกกระทบเป็นพลังงานกระแสตรง ตัวเลือกการออกแบบที่ง่ายที่สุดอาจเป็นเครื่องสั่นแบบครึ่งคลื่นระหว่างแขนที่ติดตั้งอุปกรณ์ที่มีการนำไฟฟ้าทางเดียว (เช่นไดโอด) ในการออกแบบเวอร์ชันนี้ เสาอากาศจะรวมเข้ากับเครื่องตรวจจับ ซึ่ง EMF จะปรากฏขึ้นที่เอาต์พุตเมื่อมีคลื่นตกกระทบ เพื่อเพิ่มอัตราขยาย อุปกรณ์ดังกล่าวสามารถรวมกันเป็นอาร์เรย์หลายองค์ประกอบได้

ข้อดีและข้อเสีย

พลังงานแสงอาทิตย์ในอวกาศคือพลังงานที่ได้รับนอกชั้นบรรยากาศของโลก ในกรณีที่ไม่มีการปนเปื้อนของก๊าซในชั้นบรรยากาศหรือเมฆ พลังงานประมาณ 35% ที่เข้าสู่ชั้นบรรยากาศจะตกลงบนโลก นอกจากนี้ การเลือกวิถีโคจรที่ถูกต้อง คุณจะได้รับพลังงานประมาณ 96% ของเวลาทั้งหมด ดังนั้นแผงเซลล์แสงอาทิตย์ในวงโคจรค้างฟ้าของโลก (ที่ระดับความสูง 36,000 กม.) จะได้รับแสงมากกว่าแผงบนพื้นผิวโลกโดยเฉลี่ยแปดเท่า และมากยิ่งขึ้นเมื่อยานอวกาศอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากกว่าโลก ข้อได้เปรียบเพิ่มเติมคือความจริงที่ว่าในอวกาศไม่มีปัญหาเรื่องน้ำหนักหรือการกัดกร่อนของโลหะเนื่องจากไม่มีบรรยากาศ

ในทางกลับกันข้อเสียเปรียบหลักของพลังงานอวกาศจนถึงทุกวันนี้คือต้นทุนที่สูง เงินที่ใช้ในการนำระบบขึ้นสู่วงโคจรที่มีมวลรวม 3 ล้านตันจะชำระคืนภายใน 20 ปีเท่านั้น และนี่คือหากเราคำนึงถึงต้นทุนต่อหน่วยในการจัดส่งสินค้าจากโลกไปยังวงโคจรที่ใช้งาน 100 $ / กิโลกรัม. ต้นทุนการนำสินค้าขึ้นสู่วงโคจรในปัจจุบันนั้นสูงกว่ามาก

ปัญหาที่สองของการสร้าง IPS คือการสูญเสียพลังงานจำนวนมากระหว่างการส่งสัญญาณ เมื่อถ่ายโอนพลังงานสู่พื้นผิวโลกจะสูญเสียไปอย่างน้อย 40-50%

ปัญหาทางเทคโนโลยีหลัก

จากการศึกษาของสหรัฐอเมริกาในปี 2551 พบว่ามีความท้าทายทางเทคโนโลยีที่สำคัญ 5 ประการที่วิทยาศาสตร์ต้องเอาชนะเพื่อทำให้พลังงานในอวกาศพร้อมใช้งาน:

• ชิ้นส่วนไฟฟ้าโซลาร์เซลล์และอิเล็กทรอนิกส์จะต้องทำงานอย่างมีประสิทธิภาพสูงที่อุณหภูมิสูง

• การส่งพลังงานแบบไร้สายจะต้องแม่นยำและปลอดภัย

• โรงไฟฟ้าอวกาศควรมีราคาไม่แพงในการผลิต

• รถปล่อยอวกาศราคาประหยัด

• การรักษาตำแหน่งคงที่ของสถานีเหนือตัวรับพลังงาน: แรงดันของแสงแดดจะผลักสถานีออกจากตำแหน่งที่ต้องการ และความดันของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่พุ่งเข้าหาโลกจะผลักสถานีออกจากพื้นโลก

วิธีอื่นในการใช้พลังงานอวกาศ

การใช้ไฟฟ้าในการบินอวกาศ

นอกเหนือจากการแผ่พลังงานสู่โลกแล้ว ดาวเทียม ECO ยังสามารถจ่ายพลังงานให้กับสถานีอวกาศและกล้องโทรทรรศน์อวกาศได้อีกด้วย นอกจากนี้ยังอาจเป็นทางเลือกที่ปลอดภัยแทนเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์บนเรือที่จะบินไปยังดาวเคราะห์สีแดงอีกด้วย อีกภาคส่วนที่อาจได้รับประโยชน์จาก ECO ก็คือการท่องเที่ยวในอวกาศ

หมายเหตุ

1. Glaser, Peter E. (25 ธันวาคม 1973) “วิธีการและเครื่องมือในการแปลงรังสีแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้า”. สิทธิบัตรสหรัฐอเมริกา 3,781,647.

ไม่มีบรรยากาศในอวกาศ ไม่มีฝน และในวงโคจรค้างฟ้านั้นไม่มีกลางคืน เป็นสถานที่ที่สมบูรณ์แบบสำหรับโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ที่จะรวบรวมพลังงานตลอด 24 ชั่วโมง 365 วันต่อปี $CUT$ พลังงานสะอาดจากเบื้องบน

สหรัฐอเมริกา จีน อินเดีย และญี่ปุ่นกำลังพัฒนาโครงการของตนเองที่จะรวมแผงโซลาร์เซลล์แบบหุ่นยนต์ที่จะส่งพลังงานสะอาดและพลังงานทดแทนจำนวนมหาศาลมายังโลกแบบไร้สาย

ตัวเลือกบางอย่างเกี่ยวข้องกับการส่งพลังงานสูงถึง 1 GW โดยใช้ลำแสงมายังโลก ซึ่งเพียงพอที่จะจ่ายพลังงานให้กับเมืองใหญ่ ตามที่ Paul Yaffe วิศวกรอวกาศจาก US Naval Research Laboratory กล่าวไว้ แนวคิดนี้ฟังดูมีเหตุผลทางวิทยาศาสตร์อย่างยิ่ง

“NASA และกระทรวงพลังงานของสหรัฐอเมริกาทำการศึกษามูลค่า 20 ล้านดอลลาร์ในช่วงปลายทศวรรษที่ 70 และศึกษาแนวคิดนี้โดยละเอียด” Yaffe กล่าว “ตอนนั้นทุกคนสรุปว่าฟิสิกส์ไม่มีปัญหา แต่มีคำถามเรื่องเศรษฐกิจ”

ปัญหาหลักคือค่าใช้จ่ายในการปล่อยอวกาศจำนวนหนึ่งซึ่งจำเป็นสำหรับการสร้างดาวเทียมที่ส่งพลังงาน เมื่อพิจารณาถึงต้นทุนการเปิดตัวที่ 40,000 ดอลลาร์ต่อกิโลกรัมในบางกรณี ต้นทุนสุดท้ายของโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์บนอวกาศแห่งแรกอาจสูงถึง 2 หมื่นล้านดอลลาร์

ผู้รับเหมาเอกชน

เมื่อเราเข้าสู่ยุคของการสำรวจอวกาศส่วนตัว ซึ่งลดต้นทุนในการปล่อยก๊าซลงอย่างมาก ฟิสิกส์กระแสหลักกล่าวว่าการนำน้ำหนักบรรทุกขึ้นสู่อวกาศยังคงมีราคาแพงมาก

“หัวข้อนี้จะมีการทบทวนทุกๆ 10 ปีเมื่อเทคโนโลยีเปลี่ยนแปลง ซึ่งหมายความว่าด้านเศรษฐกิจของปัญหาก็เปลี่ยนแปลงไปด้วย”

Jaffe กล่าวว่าสงครามในตะวันออกกลางได้ก่อให้เกิดแรงผลักดันใหม่ในการพัฒนาสถานีพลังงานแสงอาทิตย์ในอวกาศ เนื่องจากวิศวกรทางวิทยาศาสตร์กำลังเผชิญกับปัญหาในการส่งพลังงานไปยังพื้นที่ที่ไม่เป็นมิตร ตัวรับสัญญาณที่ซ่อนอยู่จำนวนมากสามารถจับพลังงานในอวกาศและจัดหาให้กับกองทัพซึ่งจะไม่ต้องดึงเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลที่เป็นอันตรายและมีราคาแพงผ่านทางน้ำหรือทางอากาศ

“ถ้าคุณสามารถผลิตไฟฟ้าจากอวกาศได้ คุณจะต้องสงสัยอย่างแน่นอน”

คำถามเพื่อความปลอดภัย

มีสองวิธีในการส่งพลังงานสู่โลก: ในรูปของลำแสงเลเซอร์หรือไมโครเวฟ

ตัวเลือกลำแสงเลเซอร์เกี่ยวข้องกับการส่งดาวเทียมส่งสัญญาณเลเซอร์ขนาดเล็กสู่อวกาศและมีค่าใช้จ่ายค่อนข้างต่ำที่ 500 ล้านถึง 1 พันล้านดอลลาร์ ดาวเทียมที่ประกอบเองจะช่วยลดต้นทุนได้มากขึ้น และเลเซอร์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กก็ค่อนข้างง่ายในการประกอบบนโลก

แต่ด้วยกำลังผลิต 1 ถึง 10 เมกะวัตต์ ดาวเทียมจำนวนมากจึงจำเป็นต่อการจ่ายพลังงานให้เพียงพอ นอกจากนี้ดาวเทียมจะมีปัญหาในการส่งสัญญาณเลเซอร์ในช่วงที่มีเมฆมากหรือมีฝนตก

ตัวแปรไมโครเวฟช่วยให้สามารถส่งผ่านได้ไม่จำกัดในระหว่างฝนตก หิมะ หรือสภาวะบรรยากาศอื่นๆ และจะสามารถส่งพลังงานกิกะวัตต์ได้

Jaffe กล่าวว่าเทคโนโลยีไมโครเวฟมีมานานหลายทศวรรษ ตั้งแต่ปี 1964 นักวิทยาศาสตร์สามารถถ่ายโอนพลังงานไปยังเฮลิคอปเตอร์โดยใช้ไมโครเวฟได้ Jaffe กล่าวว่าด้วยพื้นที่ส่งสัญญาณขนาดใหญ่ ไมโครเวฟจะกระจัดกระจายมากจนไม่เป็นอันตรายต่อชีวิต แต่ข้อเสียเปรียบหลักของพวกเขาคือความจำเป็นในการปล่อยสู่อวกาศหลายร้อยครั้งซึ่งจะทำให้สามารถสร้างสถานีอวกาศได้ ทั้งหมดนี้แปลเป็นหมื่นล้านดอลลาร์

"น่าเสียดาย เป็นที่น่าสังเกตว่าสังคมไม่ชอบไมโครเวฟและเลเซอร์จริงๆ เนื่องจากไมโครเวฟมักเกี่ยวข้องกับไมโครเวฟในครัวและเลเซอร์ในการต่อสู้ในอวกาศในนิยายวิทยาศาสตร์"

แซนวิชพลังงาน

การวิจัยของ Jaffe มุ่งเน้นไปที่เซลล์ที่เรียกว่า "โมดูลแซนวิช" ซึ่งเปลี่ยนแสงแดดเป็นพลังงาน ด้านหนึ่งของ "แซนวิช" รับพลังงานแสงอาทิตย์โดยใช้แผงเซลล์แสงอาทิตย์ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่อยู่ตรงกลางจะแปลงกระแสไฟฟ้าให้เป็นคลื่นวิทยุ และเสาอากาศที่อยู่อีกด้านหนึ่งจะส่งลำแสงลงสู่พื้น

“ผู้คนคงไม่รู้ว่าคลื่นวิทยุสามารถส่งพลังงานได้” Yaffe กล่าว - เพราะเราคุ้นเคยกับการคิดเรื่องวิทยุในบริบทของการสื่อสาร โทรศัพท์ หรือโทรทัศน์ พวกเขาไม่คิดว่าคลื่นวิทยุสามารถส่งพลังงานได้"

แม้ว่าเทคโนโลยีทั้งหมดจะมีอยู่แล้วในการติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ในอวกาศ แต่ Jaffe เชื่อว่าสถานีแรกดังกล่าวจะไม่ปรากฏขึ้นในเร็วๆ นี้ แม้ว่าชาวญี่ปุ่นจะสร้างสถานีดังกล่าวให้เป็นหนึ่งในเสาหลักของโครงการอวกาศของพวกเขาก็ตาม

“หากไม่มีฐานการวิจัยที่เรามีในสหรัฐอเมริกา กำลังสำรวจพลังงานของการหลอมนิวเคลียร์แสนสาหัส เราก็ไม่น่าจะก้าวหน้าไปได้ หากญี่ปุ่นประสบความสำเร็จในอีกห้าปีข้างหน้า ผู้คนอาจเริ่มพูดถึงว่าทำไมเราไม่ทำอะไรเลย”

ท้ายที่สุดแล้ว Jaffe กล่าวว่า เป็นการยากที่จะบอกได้ว่าแนวคิดนั้นใช้ได้จริงหรือไม่ จนกว่าคุณจะได้ลองทำจริง

พลังงานอวกาศหมายถึงการใช้รังสีดวงอาทิตย์ในอวกาศเป็นแหล่งพลังงาน แม้ว่าพลังงานประเภทนี้จะเป็นแนวคิดสำหรับอนาคต แต่โครงการในพื้นที่นี้เป็นเพียงการวางแผนเท่านั้น อย่างไรก็ตาม ปัญหาความมั่นคงด้านพลังงานค่อนข้างรุนแรงสำหรับมนุษยชาติ ปริมาณสำรองน้ำมัน ก๊าซ และถ่านหินของโลกกำลังหมดลง และแม้แต่ปริมาณสำรองของยูเรเนียมและทอเรียมก็กำลังลดลง อนาคตของพลังงานแสนสาหัสก็คลุมเครือเช่นกัน อย่างไรก็ตาม มีเครื่องปฏิกรณ์ฟิวชันที่ยอดเยี่ยมและเป็นอิสระอย่างสมบูรณ์ซึ่งกระจายพลังงานไปทางซ้ายและขวา - นี่คือดวงอาทิตย์ของเรา ใช่แล้ว พลังงานแสงอาทิตย์กำลังพัฒนาอย่างรวดเร็วบนโลก แต่บนพื้นผิวโลกของเรา ไม่ว่าที่ไหนก็ตามที่มีโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ ก็มีข้อเสียอยู่ประการหนึ่ง นั่นคือกลางคืน ยกเว้นก้อนเมฆและฝุ่น รวมถึงความไม่สะดวกอื่นๆ

แต่ในกรณีนี้ ข้อสรุปเชิงตรรกะคือการติดตั้งโรงไฟฟ้าในอวกาศ พระอาทิตย์ส่องแสงอยู่ที่นั่นเสมอ ตัวอย่างเช่น คุณสามารถวางโรงไฟฟ้าไว้ในวงโคจรค้างฟ้าได้แนวคิดแรกสำหรับ SCES (โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์) ที่จะจ่ายพลังงานให้กับโลกของเราได้รับการเสนอโดย Peter Glazer นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกันเชื้อสายเช็กในปี 1968 ครั้งหนึ่งเขาเคยสร้างเครื่องสะท้อนแสงแบบเรนจ์ไฟนเดอร์บนดวงจันทร์ ซึ่งถูกติดตั้งบนดวงจันทร์โดยคณะสำรวจอะพอลโล 11 แนวคิดของ SCES ได้รับการตีพิมพ์โดย Peter Glaser ในวารสาร Science และได้รับการจดสิทธิบัตรโดยเขาทันที ในเวลานั้นดูเหมือนว่าแนวคิดนี้จะถูกนำไปใช้ในอนาคตอันใกล้นี้ แต่สิ่งนี้ยังไม่เกิดขึ้น

สถานีพลังงานแสงอาทิตย์อวกาศ

บริษัท Solaren ของสหรัฐอเมริกา เมื่อเช้าตรู่ปี 2009 ได้ลงนามในสัญญากับบริษัทพลังงานแห่งหนึ่งในแคลิฟอร์เนียเพื่อเริ่มจัดหาพลังงานไฟฟ้าจากอวกาศจำนวน 200 เมกะวัตต์ แล้วตั้งแต่ปี 2559 นั่นคือหลังจากห้าปี บริษัท ซึ่งมีพนักงานเพียงประมาณสิบคนสัญญาว่าจะไม่เพียงสร้างโรงไฟฟ้าอวกาศในวงโคจรโลกเท่านั้น แต่ยังจัดหาความต้องการพลังงานไฟฟ้าให้กับผู้คน 250 ล้านคนด้วย เป็นที่น่าสังเกตว่า 200 เมกะวัตต์นั้นประมาณหนึ่งในห้าของกำลังการผลิตที่สร้างขึ้นของโรงไฟฟ้าพลังน้ำที่ใหญ่ที่สุดแห่งหนึ่งของรัสเซีย - สถานีไฟฟ้าพลังน้ำ Nizhnekamsk

จากนั้นในปี 2009 กลุ่มบริษัทญี่ปุ่น 16 แห่ง ซึ่งรวมถึงบริษัทยักษ์ใหญ่อย่าง Mitsubishi ก็ยอมรับข้อตกลงในการสร้าง 1GW SCES ของตน ภายในปี 2573 มิตซูบิชิ เฮฟวี อินดัสทรีส์จะจัดการโครงการทั้งหมดอย่างเป็นทางการ สิ่งสำคัญอันดับแรกของกลุ่มคือการสร้างเทคโนโลยีการส่งพลังงานแบบไร้สาย ซึ่งคาดว่าจะแล้วเสร็จภายในปี 2556 ตามที่นักวิจัยระบุ เป็นไปได้ในทางทฤษฎีในการถ่ายโอนพลังงานจากอวกาศสู่โลกโดยใช้รังสีไมโครเวฟ แต่วิธีการนำไปใช้ในทางปฏิบัติยังไม่ชัดเจน นอกจากนี้ยังเป็นการยากที่จะประมาณค่าไฟฟ้าในพื้นที่ แต่ชัดเจนว่า 1 GW พลังงานของ SKES เพียงพอที่จะจ่ายไฟฟ้าให้กับอาคารที่พักอาศัยประมาณ 300,000 แห่ง ตามที่นักวิทยาศาสตร์ระบุว่า ในการสร้างเครื่องกำเนิดพลังงานสูงดังกล่าวในวงโคจรของโลก จำเป็นต้องสร้างแผงเซลล์แสงอาทิตย์ที่ระดับความสูง 36,000 กม. และพื้นที่รวม 4 ตารางกิโลเมตร แต่การผลิตไฟฟ้าจะเกิดขึ้นตลอดเวลาโดยไม่มีการหยุดชะงักไม่ว่าสภาพอากาศจะเป็นเช่นไร และแสงแดดโดยตรงจะเพิ่มพลังของพลังงานที่สร้างขึ้นได้เพียงสี่เท่าเมื่อเทียบกับแผงโซลาร์เซลล์ภาคพื้นดิน ฮิโรชิ โยชิดะ หัวหน้าของบริษัทแห่งหนึ่งที่เกี่ยวข้องกับโครงการนี้ ตั้งข้อสังเกตว่าภายในปี 2040 มนุษยชาติจะมีแบตเตอรี่ที่ผลิตพลังงานมากกว่าแผงโซลาร์เซลล์ในปัจจุบันหลายร้อยเท่า

สำหรับองค์ประกอบทางเศรษฐกิจของโครงการนี้ Mitsubishi Heavy Industries ตกลงว่าโครงการนี้จะเป็นโครงการที่แพงที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ในพื้นที่นี้ แต่แนวทางนี้จะช่วยให้ได้รับผลตอบแทนสูงสุด ยังไม่ได้กำหนดต้นทุนสุดท้ายของโครงการ แต่ผู้ก่อตั้งในระยะแรกตกลงที่จะลงทุน 21 พันล้านดอลลาร์สหรัฐในธุรกิจนี้ เพื่อลดต้นทุนโดยรวม ญี่ปุ่นจะสร้างการจัดส่งพื้นที่ของตนเอง อย่างไรก็ตาม ไม่ว่าในสถานการณ์ใดก็ตาม ผู้พัฒนาโครงการกำลังรอการคืนทุนดังกล่าวจนถึงปี 2583

นักพัฒนาจะดำเนินการในส่วนที่เสี่ยงที่สุดของโครงการด้วยดาวเทียมทดสอบที่เปิดตัวเป็นพิเศษ มันจะเป็นโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดจิ๋ว หน่วยงานอวกาศของญี่ปุ่น JAXA ประกาศว่ายานอวกาศจะเปิดตัวในปี 2558 ด้วยการทดสอบที่ประสบความสำเร็จ บริษัทญี่ปุ่นจะเริ่มดำเนินการติดตั้งโรงไฟฟ้าหลักในวงโคจรใกล้โลกในปี 2559 นักวิจัยคาดการณ์ว่าภายในครึ่งศตวรรษข้างหน้า โรงไฟฟ้าอวกาศไม่น่าจะทดแทนแหล่งพลังงานแบบดั้งเดิมอื่นๆ และกลายเป็นแหล่งพลังงานหลักได้ แต่พลังงานอวกาศจะครอบครองเฉพาะกลุ่มของมันอย่างแน่นอน โรงไฟฟ้าอวกาศแห่งแรกของโลกถือได้ว่าเป็นแหล่งพลังงานฉุกเฉินสำหรับสิ่งอำนวยความสะดวกทางการแพทย์ การทหาร โทรคมนาคม และหน่วยงานของรัฐที่สำคัญที่สุด ในกรณีที่เกิดภัยพิบัติทางธรรมชาติ การโจมตีทางทหาร การเชื่อมต่อวัตถุเข้ากับ "กระแสจักรวาล" จะใช้เวลาสองสามชั่วโมง แต่ในทางปฏิบัติเป็นไปไม่ได้เลยที่จะยกเลิกการจ่ายพลังงานให้กับโรงไฟฟ้าอวกาศ ซึ่งจะทำให้วัตถุทางยุทธศาสตร์ขาดพลังงาน แม้ว่าในกรณีที่เกิดภัยพิบัติทางธรรมชาติขนาดใหญ่ก็ตาม ดังนั้น นักวิทยาศาสตร์ไม่เพียงแต่พึ่งพาพลังงานและพลังงานที่ไม่สิ้นสุดเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับความเป็นอิสระและความน่าเชื่อถือด้วย ทุกบริษัทที่เกี่ยวข้องกับโครงการนี้เต็มไปด้วยการมองโลกในแง่ดี