Китай запускает в космос солнечную электростанцию (5 фото)
Китай планирует запустить в космос парк солнечных панелей длиной около полутора километров каждая, и к 2035 году направить на Землю поток солнечной энергии, тем самым максимально снизив выбросы углерода и создав углеродно-нейтральное энергопроизводство к 2060 году. Как предполагают китайские ученые, после вывода космической солнечной электростанции к 2050 году она будет отправлять в сети такое же количество электроэнергии, как и атомная электростанция.
Идея космической электростанции была впервые предложена писателем-фантастом Айзеком Азимовым в 1941 году и была исследована в нескольких странах, включая Великобританию и США. Теоретически, производство солнечной энергии в космосе очень выгодно: над Землей нет облаков, которые могли бы заслонить солнечный свет, что делает космическую солнечную станцию ??постоянным источником энергии, при этом с нулевым выбросом углерода. Однако китайское правительство, похоже, первымготово перейти от исследования технологий, лежащих в основе этой идеи, к внедрению системы на практике.
В городе Чунцин китайское правительство приступило к строительству новой космической солнечной электростанции Бишань, где к концу года начнутся испытания. Если все пойдет по плану, солнечная электростанция заработает к 2030 году. Пока неясно, сколько будет стоить запуск иэксплуатация полноценной космической электростанции, но ожидается, что она будет введена в эксплуатацию к 2035 году и выйдет на полную мощность к 2050 году.
Треть дней в году город Чунцин на юго-западе Китая накрывают туманы, что делает его парадоксальным выбором для размещения исследовательского центра, специализирующегося на солнечной энергии. Однако китайцев не испугал парадокс, и в течение следующего десятилетия команда, базирующаяся в новом центре, будет испытывать и запускать солнечные панели на геостационарную орбиту. Вначале, как планируется, солнечная станция будет выдавать всего один мегаватт энергии, но к 2049 году мощность увеличится до гигаватта и сравняется с мощностью самого большого ядерного реактора в Китае.
Строительство испытательного центра стоимостью $15,4 миллиона для национальной программы космической солнечной энергетики в деревне Хэпин недалеко от Чунцина было начато три года назад. Однако вскоре оно было остановлено: необходимо было еще раз более подробно обсудить стоимость, осуществимость и безопасность программы. Однако эти проблемы были решены, и в июне 2021 года проект снова был запущен. По плану, строительство должно было быть завершено к концу года.
Как только первые объекты будут отправлены на орбиту, они начнут выработку интенсивного потока энергии, который будет точно направлен на новую станцию. Специалистам необходимо добиться проникновения через облако и прямого попадания энергии на наземную станцию. Наличие массива солнечных панелей, вращающихся на геостационарной орбите на высоте более 30 километров над Землей, позволит электростанции избегать тени Земли и постоянно собирать солнечный свет.
Исследователям еще предстоит большая работа по созданию системы отправки энергии на Землю. Как утверждают китайские эксперты, при ее создании специалисты будут опираться на результаты уже проведенных экспериментов по передаче энергии на большие расстояния.
Китайские эксперты полагают, что с помощью микроволн они сможгут уменьшить количество энергии, которая теряется при прохождении через атмосферу. Основная концепция предполагает создание космической станции с солнечной батареей для преобразования солнечной энергии в электрическую.
Она будет использовать микроволновый передатчик или лазерный излучатель для передачи энергии на специальный коллектор на Земле.
Ученые, работающие на установке в Бишане, начнут исследование с отправки сигналов с воздушных шаров на принимающую станцию, опираясь на более ранний эксперимент, в котором мощность передавалась на высоту около 1,5 километров. Они надеются отправить дирижабль для сбора солнечной энергии в стратосфере и передать ее на 20 с лишним километров на базовую станцию ??после завершения строительства.
Помимо работы над космической системой для передачи электричества на Землю, команда также будет разрабатывать другие возможности, такие как использование энергетических лучей для питания дронов дальнего радиуса действия.
Расположенный на площади около 2 гектаров и окруженный санитарной зоной площадью около 50 гектаров, объект будет иметь специализированную буферную зону для экспериментов с излучением.
Необходимость тщательных испытаний диктуется результатами китайских исследований, которые показали, что риски, связанные с работой космической солнечной электростанции, «нельзя игнорировать», поскольку потенциальная вибрация в солнечной батарее может поставить под удар всю систему. Китайцампридется тщательно разрабатывать чрезвычайно сложную систему управления полетом, которая позволит направить узкий пучок энергии в крошечную точку на Земле. Радиация является еще одним риском: из-за нее люди не смогут жить в пределах километров от наземной приемной станции, когда ее мощность вырастет до гигаватта .
По имеющимся данным, другие страны также изучают возможности использования космической солнечной энергии. Эту идею рассматривают, в том числе, военные США, которые планируют в будущем использовать ее для питания дронов и удаленных военных постов. Космическое агентство Великобритании также заказало технико-экономическое обоснование концепции в 2020 году, обнаружив, что быстрое снижение стоимости запусков ракет вскоре сделает ее жизнеспособным способом выработки энергии при одновременном сокращении выбросов углерода. Ранее стоимость запусков ракет и вес оборудования, необходимого для проекта такого масштаба, делали идею космических солнечных батарей неосуществимой. По оценкам, большая космическая электростанция будет весить несколько тысяч тонн, что потенциально потребует многих запусков. Но, несмотря на это, как показало исследование Космического агентства Великобритании, стоимость электроэнергии, производимой станциями и отправляемой на Землю, будет меньше 3,79 фунтов (400 рублей) за мегаватт-час. Для сравнения, солнечная энергия на суше в настоящее время обходится примерно в 36 фунтов (3700 рублей) за мегаватт-час, а ядерная энергия - около 50 фунтов (5000 рублей) за мегаватт-час.
