تم إطلاق أجهزة الطاقة الشمسية الفضائية للتو في المدار للاختبار

يمكن أن توفر الطاقة الشمسية المستندة إلى الفضاء إمكانية الوصول على مدار الساعة إلى الطاقة المتجددة ، وتجنب أحد أكبر قيود التكنولوجيا. الآن ستحصل الفكرة على أول اختبار حقيقي لها بعد أن أطلق صاروخ فالكون 9 بنجاح جهازًا تجريبيًا مصممًا للتقييم انها جدوى.

فكرة تمركز الألواح الشمسية العملاقة في مدار حولها Eآرث وبث القوة مرة أخرى كانت موجودة منذ عقود. ال إمكانية جذابة ، لأنك في الفضاء لم تعد تحت رحمة الطقس أو دورات الكوكب في النهار والليل ، ومستويات الإشعاع الشمسي أعلى لأن ضوء الشمس لم يكن مضطرًا إلى المرور عبر الغلاف الجوي.

حتى الآن ، الطاقة الشمسية الفضائية بقي في عالم الخيال العلمي بسبب ال التعقيد التقني والاقتصاديات التي لا ترحم لتقنيات الفضاء. ولكن بفضل تبرع بقيمة 100 مليون دولار في عام 2013 ، كان فريق متعدد التخصصات من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا يعمل بهدوء على it على مدى العقد الماضي ، تطوير التقنيات المختلفة اللازمة لجعلها حقيقة واقعة. وهذا الثلاثاء الماضي، تم تسليم نماذج أولية لبعض الأنظمة الفرعية الرئيسية المطلوبة لمحطة طاقة شمسية فضائية واسعة النطاق إلى المدار بواسطة SpaceX للاختبار.

خلال الأشهر القليلة المقبلة ، سيكون الفريقind مشروع كالتك الفضائية للطاقة الشمسية ستختبر الأنظمة التي ستسمح لألواحها الشمسية المرنة بالانتشار في الفضاء و ال التكنولوجيا المصممة لنقل الطاقة مرة أخرى إلى Eآرث. سيقومون أيضًا بتقييم مدى تماسك الأنواع المختلفة من تقنيات الألواح الشمسية في البيئة القاسية of الفضاء.

"بغض النظر عما يحدث ، يعد هذا النموذج الأولي خطوة كبيرة إلى الأمام ،" علي هاجيميري ، أحد أساتذة معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا الثلاثة الذين يقودون المشروع ، وقال في بيان. ”إنه عملks هنا على الأرض ، وقد اجتاز الخطوات الصارمة المطلوبة لأي شيء يتم إطلاقه في الفضاء. لا تزال هناك العديد من المخاطر ، ولكن بعد اجتياز العملية برمتها علمنا دروساً قيمة ".

يعد بناء الألواح الشمسية في الفضاء عملاً أكثر تعقيدًا من القيام بذلك على الأرض. التحدي الأكبر هو الوصول إليهم في المقام الأول ، وهو محدود بسبب التكلفة الباهظة لإطلاق المواد في المدار. نتيجة لذلك ، كان على الفريق التركيز على تقليل وزن الألواح الشمسية قدر الإمكان دون التضحية من مشاركة قدرة التوليد.

يجمع حلهم بين الألواح الشمسية المرنة فائقة الرقة ، والتصميم المبتكر الذي يدمج توليد الطاقة ونقلها ، وبنية معيارية جديدة تجعل من الممكن الجمع بين العديد من الألواح الصغيرة القائمة بذاتها لإنشاء مصفوفات كبيرة.

الوحدة الأساسية لتصميمها عبارة عن بلاطة مستطيلة على بعد بضع بوصات عبر سطحها مغطى بمكثفات شمسية تشبه المرآة توجه أشعة الشمس إلى شريط من الخلايا الكهروضوئية ، حيث يتم تحويلها إلى كهرباء. يوجد تحت السطح دائرة متكاملة تقوم بتحويل الطاقة من الخلايا الشمسية إلى أفران ميكروويف ، والتي يتم نقلها بعد ذلك من الجزء السفلي من البلاط عن طريق مجموعة من الهوائيات الرقيقة والمرنة.

يولد هذا التصميم وفورات كبيرة في الوزن ، لأنه يلغي الحاجة إلى الأسلاك الضخمة لنقل الكهرباء المولدة إلى جهاز إرسال مركزي. سيتم بعد ذلك ترتيب هذه البلاطات في شرائح ودمجها في هيكل قابل للطي جديد يكون مضغوطًا عند الإطلاق ثم ينفتح مرة واحدة في الفضاء.

ستكون النتيجة مركبة فضائية قائمة بذاتها قادرة على نشر نفسها وتوليد الطاقة وإرسالها مرة أخرى إلى Earth ، لكن الرؤية تتضمن الجمع بين العديد من هذه لإنشاء مصفوفات قادرة على إنتاج كميات مماثلة من الطاقة لنظام قائم على الأرض. يسهل هذا الإعداد ضبط حجم المصفوفات وتكوينها ، ويعني أيضًا أن تلف الوحدات الفردية لن يؤدي إلى توقف النظام بأكمله عن العمل.

تم تصميم التجارب التي تم إطلاقها هذا الأسبوع لاختبار العديد من التقنيات الأساسية الكامنة وراء هذه البنية. ستختبر واحدة تسمى DOLCE (تجربة مركبة قابلة للنشر في المدار فائق الخفة) آلية الفتح من خلال نشر ستة في ستة فooإطار t من علبة صغيرة بحجم سلة المهملات.

وهناك نوع آخر يسمى MAPLE (مصفوفة ميكروويف لتجربة المدار المنخفض لنقل الطاقة) سيختبر مجموعة من أجهزة الإرسال الميكروية خفيفة الوزن المصممة لإرسال الطاقة عبر مسافة في الفضاء. ستضع تجربة أخيرة تسمى ALBA 32 نوعًا مختلفًا من الخلايا الكهروضوئية خلال خطواتها على مدار عدة أشهر لمعرفة أيها يعمل بشكل أكثر فاعلية في بيئة الفضاء القاسية.

بافتراض أن جميع الاختبارات تسير وفقًا للخطة ، سيكون الباحثون قد تحققوا من صحة بعض التقنيات الرئيسية المطلوبة لجعل رؤيتهم حقيقة واقعة. ولكن بالنظر إلى انخفاض سعر الطاقة الشمسية Eآرث والانتشار المتزايد لتقنيات تخزين الطاقة المصممة للتعامل مع تقطع الطاقة الشمسية ، هناك علامات استفهام حول اقتصاديات الفكرة وعمليتها.

التكنولوجيا جقد يلعب دورًا مهمًا على المدى الطويل ، على الرغم من ذلك ، جون تيمر يكتب في آرس تكنيكا. معظم تقديرتشير s إلى أنه يجب أن نكون قادرين على تحويل حوالي 70 في المائة من شبكتنا إلى الطاقة المتجددة بسهولة إلى حد ما ، لكن الافتقار إلى الموثوقية بسبب التغيرات الموسمية أو الأحداث الجوية النادرة يعني أن الارتفاع قد يكون صعبًا.

مصدر للطاقة المتجددة على مدار 24 ساعة في اليوم ، 7 أيام في الأسبوع يمكن أن تساعد في سد الفجوة عندما تؤدي الظروف على الأرض إلى انخفاض في الأجيال. من المحتمل أننا ما زلنا على بعد عقود من الحاجة إلى ذلك ، ولكن بالنظر إلى مدى تعقيد الطاقة الشمسية القائمة على الفضاء ، فإن العمل على التكنولوجيا يبدو الآن وكأنه رهان ذكي.

الصورة الائتمان: معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا

• محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
• بلاتوبلوكشين. Web3 Metaverse Intelligence. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
• المصدر https://singularityhub.com/2023/01/06/hardware-to-test-space-based-solar-power-was-just-launched-into-orbit/