Электростанции вне земли, Новые солнечные технологии

Энергия Солнце вполне хватит не только чтобы обогреть нашу планету, но и вдоволь обеспечить ее электричеством. И энергию Солнца можно брать не с поверхности Земли, где условия чаще всего ненадежны, а с околоземной орбиты, где Солнце светит круглосуточно, да и плотность энергия почти в 15 раз выше, так формируют проблему гелиоэнергетики - ученые России и США.

Чтобы преобразовать свет в электричество и переправить его на Землю, необходимо доставить на орбиту и развернуть там соответствующие конструкции солнечных элементов.. С учетом это в настоящее время рассматривают минимум три варианта энергоснабжения Земли из космоса. В одном из них предусматривает развертывание сотен сравнительно небольших солнечных электростанций (мощностью до 10 ГВт) на геостационарной орбите. На Луну же в таком случае доставляется только горнодобывающее оборудование и комплекс для переработки грунта. Изготовленные там элементы станции транспортируются на орбиту с помощью многоразовых буксиров, работающих на топливе, вырабатываемом из лунного грунта. При этом лунных ракет-носителей понадобится 35 раз меньше по суммарной массе, чем наземных. Есть и такой вариант: на поверхности Луны строятся крупногабаритные излучающие энергию СВЧ-станции с питанием антенных решеток от фотоэлектрических преобразователей. При мощности комплекса до 1 ГВт габариты антенн могут достигать 100 км. На окололунные орбиты выводятся отражатели солнечных лучей, а на околоземные - СВЧ-отражатели. С их помощью энергия передается в любой район Земли. При сооружении такой системы не понадобится переправлять большое количество грузов с Луны на околоземную орбиту, хотя масштабы работ все же будут немалые. Для развертывания комплексов суммарной мощностью 10 ТВт потребуется в течение 30 лет переработать около 300 млн. т грунта на Луне и создать около 200 млн. т. конструкции на орбитах Земли и ее спутника. Достоинство данного проекта - принципиальная возможность передачи энергии с Луны узко прицельными пучками за счет больших размеров передающих антенн. Наконец, прогнозируется также строительство на Луне промышленного комплекса по добыче гелия-3, который либо будет переправляться на Землю, где с его помощью на термоядерных электростанциях с экологически чистым циклом станут вырабатывать электроэнергию, либо использовать в подобных же реакторах на Луне, а уж полученную энергию переправлять на нашу планету. Этот вариант привлекателен еще и тем, что при производстве гелия-3 попутно получают водород, воду, метан, азот и другие вещества, необходимые для жизнеобеспечения обитателей лунных комплексов.

Лишь небольшая часть солнечной энергии поглощается электронами в полупроводниках. Львиная доля падающего излучения идет на нагрев фотоэлемента (что, между прочим, ухудшает его фотоэлектрические характеристики), какая-то часть отражается, какая-то пронизывает его насквозь. В результате КПД стандартных солнечных элементов не превышает 18%. Впрочем, уже есть опытные образцы, полученные в лабораториях М. Кагана, А. Зайцевой (НПО «Квант»), КПД которых 23-28%. И это не предел. Экспертами посчитано, что предельный КПД для солнечных элементов с n-р-переходом составляет 45-60%. Особенно перспективными считаются полупроводниковые преобразователи с так называемыми гетера- переходами. Они изготовлены из двух различных по химическому составу полупроводников (в отличие от описанного нами одного, но легированного с двух сторон разными примесями). Как видно, имеется большое количество научно – технических идей в освоении энергии Солнца и связанной с ней энергии мирового океана, что из них возьмет практика, покажет время. Одно представляется неоспоримым - дополнительной энергии от Солнца, кроме той, которая поступает в естественном состоянии на Землю передавать не надо во избежании перегрева и уничтожения флоры и фауны.