Saubere Stromversorgung
Veröffentlicht auf 27. Dezember 2020 |
von Tina Casey
27. Dezember 2020 durch Tina Casey
Ich weiß es schon gut!? Es klingt verrückt, aber es ist geplant, Sonnenenergie im Weltraum zu ernten und zu Ihnen zu strahlen, wo immer Sie sind, zu jeder Zeit, an jedem Ort, bei jedem Wetter. Ein bisschen wie GPS, nur ohne dass die körperlose Stimme Sie herumkommandiert. Wann CleanTechnica Als wir uns vor einiger Zeit mit dem Thema weltraumgestützter Solarenergie befassten, schien es eines dieser Dinge zu sein, die irgendwann passieren könnten, aber jetzt, da eine Schlüsselkomponente vorhanden ist, wird es schließlich in nur wenigen Jahren geschehen.
Die verrückt klingende Idee, Sonnenenergie aus dem Weltraum abzustrahlen, ist eigentlich eine echte Sache US Luftstreitkräfte ist drauf (Bild über Air Force Research Laboratory).
Solarenergie aus dem Weltraum
Das Wichtigste zuerst: Warum sollte man sich die Mühe machen, Sonnenenergie im Weltraum zu ernten, wenn es hier auf der Erde so viel davon gibt?
Das ist eine gute Frage. Das Problem ist nicht genug Sonne auf der Erde. Es ist nicht genug Solar am richtigen Ort und zur richtigen Zeit. Und dann ist da noch das lästige Problem konkurrierender Landnutzungsinteressen. Wenn Sie bei Bedarf saubere Kilowatt aus dem Weltraum holen könnten, müssten Sie nicht viel Geld in neue Übertragungsinfrastruktur investieren, und Sie müssten sich keine Sorgen machen, Ackerland oder Naturlebensräume für Solarparks zu opfern.
CleanTechnica Die weltraumgestützte Solarenergie wurde erstmals 2012 zur Kenntnis genommen, als die in den USA ansässige Organisation Nationale Weltraumgesellschaft startete mit einem in Indien ansässigen Forschungsteam eine Weltraummission zum Auffangen von Sonneneinstrahlung.
Klingt verrückt, oder? Falsch! Im Jahr 2014, CleanTechnica Die Ohren wurden noch lauter, als das Naval Research Laboratory unter der Leitung des Raumfahrzeugingenieurs Dr. Paul Jaffe seine Zehen in das solare Weltraumwasser tauchte. Aus Jaffes Sicht waren die technologischen Elemente bereits vorhanden. Der Knackpunkt war, wie man sie auf eine überschaubare Größe und ein überschaubares Gewicht reduziert. Folgendes haben wir damals gesagt:
Um das Gewichtsproblem anzugehen, hat Jaffe zwei verwandte ultraleichte Solarmodule entwickelt. Eines ist ein hocheffizientes Sandwich-Modul, das Sonnenenergie in eine Hochfrequenz umwandelt und über eine integrierte Antenne zur Stromübertragung verfügt.
Die andere ist eine zum Patent angemeldete "Schritt" -Variante, die das Sandwich öffnet. Für diejenigen unter Ihnen, die zu Hause Akkordeon spielen, können Sie sich das Sandwich als einen geschlossenen Balg vorstellen. Wenn alles zusammengeschoben wird, was zu thermischen Ineffizienzen führt, aber wenn Sie es öffnen, können Sie es ermöglichen, dass Wärme effizienter abgestrahlt wird.
Beamen Sie mich mit etwas Sonnenenergie, Scotty
Als weiterer Beweis für die Verrücktheit der Idee im Jahr 2015 Northrup Grumman warf seinen Hut in einer Partnerschaft mit CalTech, die zufällig die NASAs betreibt, in den Weltraum-Solarring Jet Propulsion Laboratory. Also ja, überhaupt nicht verrückt.
Das Space Solar Power-Projekt von CalTech zielt auf dasselbe ultraleichte, faltbare Ziel mit einem integrierten Hochfrequenzwandler ab, der dies ermöglicht drahtlose Übertragung von Sonnenenergie von einem Raumschiff auf die Erde.
„Durch die Integration von Solarenergie und HF-Umwandlung in ein Element wird ein Stromverteilungsnetz in der gesamten Struktur vermieden, wodurch Gewicht und Komplexität weiter reduziert werden. Dieses Konzept ermöglicht Skalierbarkeit und verringert die Auswirkungen lokaler Elementfehler auf andere Teile des Systems “, erklärt CalTech.
Sonnenstrahlung, die bald von einem Raumschiff in Ihrer Nähe kommt
Das bringt uns zu den neuesten Nachrichten. Wir sind uns nicht sicher, was mit dem Marineforschungslabor passiert ist (wenn Sie etwas wissen, schreiben Sie uns eine Nachricht in den Kommentarthread), aber Anfang dieses Monats gab das Luftwaffenforschungslabor bekannt, dass es "Inkrementelle Demonstrationen und Forschung zur Solarenergie im Weltraum" Sonnenstrahlprojekt hat gerade die erste Schlüsselkomponente für sein Arachne-Raumschiff von niemand anderem als Northrup Grumman erhalten.
Wenn Sie das Akronym SSPIDR gefunden haben, erklärt dies den Spitznamen Arachne. Es gibt eine Reihe anderer Akronyme und Namen der beteiligten Dinge, aber das wichtigste, an das man sich erinnern sollte, ist Helios, wobei der Name der Komponente von Northrup Grumman an das Labor geliefert wird.
In Spacecraftspeak ist Helios der „Bus“, das Element, in dem sich die Nutzlast befindet. In diesem Fall ist dies die Plattform für die Durchführung aller Experimente mit Sonnenstrahlen im Weltraum. Früher hätte das Air Force Research Lab einige Zeit und Energie in die Planung und den Bau eines eigenen Busses investieren müssen, aber dank einer öffentlich-privaten Partnerschaft wurde das schwere Heben an Northrup Grumman übergeben, wodurch das Labor frei blieb sich auf die Wissenschaft konzentrieren.
Das Arachne-Team ist sehr gespannt auf die Vorteile der Verwendung eines handelsüblichen Standardbusses, anstatt einen von Grund auf neu entwickeln, bauen und testen zu müssen. Lassen Sie hier Arachne-Chefingenieur Kevin Gleichmann alles erklären (sehen Sie sich das erste Akronym an, es ist ein Trottel):
„Die Idee, den ESPA-Ring als Hauptstruktur eines Raumfahrzeugs zu verwenden, begann mit dem AFRL-Programm (Demonstration and Science Experiments (DSX)) und führte schließlich zum EAGLE-Programm von AFRL. Als Ergebnis von EAGLE wurde die ESPA-Plattform erfolgreich auf die Industrie umgestellt und kann als Standard-Raumschiff erworben werden.
"Dies ermöglicht AFRL im Wesentlichen, ein Raumschiff von der Stange zu kaufen und es aus dem kritischen Pfad unserer Flugprogramme zu streichen, sodass AFRL unsere Zeit, unser Geld und unsere Bemühungen darauf konzentrieren kann, unseren Kriegskämpfern modernste Technologien zur Verfügung zu stellen."
Wir sind nah an der unendlichen Sonnenenergie aus dem Weltraum
Hast du das alles? Gut!
Natürlich ist es nicht so einfach, Helios anzuschließen und vielleicht ein oder zwei Kicks zu geben, um loszulegen. Der Arachne-Tee muss noch die optimalen Systeme für die Verbindung mit dem Bus und seiner primären Nutzlast herausfinden, die offiziell als Space Solar Power Radio Frequency Integrated Transmission Experiment bezeichnet wird, und Northrop Grumman arbeitet noch an diesem Ziel.
Abgesehen von der Arachne-Raumsonde wird es eine ganze Reihe von Experimenten auf der Erde und im Weltraum geben, weil die SSPIDR Solarstrahlprojekt konzentriert sich auf fünf Bereiche: Einsatzfähige Strukturen, Energieerzeugung, Wärme, Hochfrequenzstrahlung und Metrologie.
Kurz gesagt, halten Sie nicht den Atem an, damit Solarenergie im GPS-Stil in Ihr Elektrofahrzeug strahlt, wenn Sie Ihre Batterie aufladen müssen. Es wird jedoch erwartet, dass Arachne 2024 mit Helios und der SSPRITE-Nutzlast an Bord startet. Zu diesem Zeitpunkt erwartet das Labor die Demonstration dieser „Sandwichkacheln“ und anderer Systeme, die an der Umwandlung von Sonnenenergie in Hochfrequenzstrom beteiligt sind.
Was soll das alles heißen?
Für das Hier und Jetzt müssen wir uns nur mit der einfachen alten erdbasierten Sonnenenergie durchschlagen. In diesem Zusammenhang ist es hilfreich zu beachten, dass Übertragungsprobleme nicht unüberwindbar sind. Die aufkommenden Trends bei gemeindebasierten Solar- und Solar + -Speichern könnten dazu beitragen, die Nachfrage nach wichtigen neuen Übertragungsinfrastrukturen zu verringern.
Landnutzungsprobleme sind eine ganze Reihe weiterer Würmer, aber das neue Gebiet der Agrivoltaik eröffnet die Aussicht, Sonnenkollektoren mit regenerativer Landwirtschaft zu kombinieren.
Darüber hinaus bieten Perowskit-Solarzellen und andere neue Solartechnologien neue Möglichkeiten für die Integration von Solarenergie in von Menschen gebaute Dinge, von Gebäuden über Kleidung bis hin zu Elektrofahrzeugen.
Wenn die Kosten für erdgebundene Sonnenenergie weiterhin wie ein Stein sinken, ist der Bedarf an Weltraum-Sonnenenergie nicht ganz offensichtlich. Bei der letzten Überprüfung waren die geschätzten Kosten für ein Solarkilowatt aus dem Weltraum viel höher als für seinen terrestrischen Cousin.
Wenn Sie jedoch diese Beobachtung des Air Force Research Laboratory über Warfighter erhalten haben, ist dies ein Bereich, in dem der Preis keine Rolle spielt.
Das dreht sich gleich wieder um das Thema GPS, das ursprünglich für militärische Zwecke entwickelt wurde.
Nur sagen.
Folge mir auf Twitter.
Bild: „Das Bild zeigt das AFRL-Forschungsprojekt Space Solar Power Incremental and Demonstrations, das Sonnenenergie vom Weltraum auf die Erde strahlt. SSPIDR besteht aus mehreren kleinen Flugexperimenten, bei denen die für den Bau erforderliche Technologie ausgereift wird ein Prototyp Solar Stromverteilungssystem “(mit freundlicher Genehmigung von AFRL).
Schätzen Sie die Originalität von CleanTechnica? Erwägen Sie, ein CleanTechnica-Mitglied, Unterstützer oder Botschafter zu werden – oder ein Benutzer von Patreon.
Melden Sie sich kostenlos an täglicher Newsletter oder wöchentlicher Newsletter nie eine Geschichte verpassen.
Haben Sie einen Tipp für CleanTechnica, möchten Sie Werbung schalten oder einen Gast für unseren CleanTech Talk-Podcast vorschlagen? Kontaktieren Sie uns hier.
16 Monate Tesla Model 3 SR + Bewertung
Über den Autor
Tina Casey ist spezialisiert auf militärische und unternehmerische Nachhaltigkeit, fortschrittliche Technologie, aufkommende Materialien, Biokraftstoffe sowie Wasser- und Abwasserprobleme. Die Artikel von Tina werden häufig auf Reuters, Scientific American und vielen anderen Websites veröffentlicht. Die geäußerten Ansichten sind ihre eigenen. Folgen Sie ihr auf Twitter @ TinaMCasey und Google+.