Izvor: solar.com
Svi smo upoznati sa stambenim i komercijalnim solarnim pločama. Možete ih pronaći diljem država poput Kalifornije, New Yorka, Massachusettsa i još mnogo toga. Plave i crne ploče vrlo su prepoznatljive i izdvajaju se od kuća ili zgrada sa tradicionalnim krovovima.
S druge strane, svemirska solarna energija tema je s kojom nisu upoznati ni oni koji imaju znanje o kućnoj i komercijalnoj solarnoj energiji. Dakle, što je solarno za svemir i kako se razlikuje od klasične solarne tehnologije?
Korištenje solarne energije u svemirskim brodovima
Fotonaponske ćelije prvi su put korištene na satelitu Vanguard 1 , koji su SAD lansirale 1958. Od tada je solarna tehnologija uvelike prilagođena i optimizirana kako bi odgovarala uvjetima prostora.
Satelit Vanguard 1 i male su PV ćelije
Uobičajeni monokristalni ili polikristalni solarni paneli koji se koriste u stambenim i poslovnim okruženjima nisu dovoljno izdržljivi da izdrže ekstremne uvjete u prostoru poput prekomjerne vrućine i hladnoće, te stalni tuš sunčevog zračenja. Zbog ovih jedinstvenih okolišnih čimbenika, tehnologija solarnih panela koja se koristi u prostoru prilično se razlikuje od konvencionalnih panela.
Zašto je potrebna solarna energija na satelitima?
Svemirski brodovi i sateliti u svemiru trebaju ogromnu količinu energije da bi bili operativni. Prije nego što je solarna energija održivo rješenje za pružanje ove energije, koristile su se baterije. Jedini problem je što baterije imaju postavljeni kapacitet, a bez ikakvog načina da se ove baterije ponovo napune, postanu beskorisne kada im ponestane energije.
Solarni paneli upareni s baterijama mnogo su bolja opcija jer pružaju stalni tok obnovljive energije. Trenutno se solar koristi za opskrbu računalnim sustavima i drugim sustavima koji se koriste za nadgledanje i kontrolu raznih dijelova svemirskog broda.
Krajnji je cilj, međutim, korištenje solarne energije za pogon svemirskih letjelica i minimaliziranje ili potpuno uklanjanje potreba za drugim izvorima goriva. To bi imalo ozbiljne posljedice na svemirska putovanja na vrlo pozitivan način.
Koju solarnu tehnologiju koriste svemirske letjelice?
Postoje dvije vrste solarnih ćelija koje su uobičajene u svemirskim brodovima:
Silikonske ćelije prekrivene tankim staklom i
Stanice s više spojeva sastavljene od galijevog arsenida i drugih sličnih materijala.
Silikonske ćelije prekrivene staklom prilično su slične uobičajenim solarnim pločama , ali su dodatno poboljšane za zračenje i ekstremne temperature. Ova vrsta ploča može se naći na Međunarodnoj svemirskoj stanici koja trenutno drži većinu solarnih panela koji se nalaze u svemiru.
Solarne ćelije koje čine galijev arsenid mnogo su učinkovitije, pa su rezultat toga ponekad bolja opcija kada je fizički prostor u pitanju. Ovi paneli mogu dostići oko 34% efikasnosti u odnosu na 15-20% koliko većina komercijalnih solarnih panela može dostići.
Visoko učinkoviti paneli arselid galij satelita Dawn
Sateliti u svemiru također su opremljeni solarnim pločama koje mogu pratiti sunčev smjer kako bi maksimizirale apsorpciju sunčeve svjetlosti. Sunčeve zrake u svemiru su još obilnije nego na Zemlji, zbog nepostojanja atmosfere. Oko 55-60% sunčeve energije se reflektira ili apsorbira na putu do Zemljine površine kroz oblake, gasove i prašinu.
Solarni paneli koji se nalaze u mnogim satelitima u svemiru također uključuju sklopivu strukturu koja omogućava da se ploče šire dok je svemirski brod u orbiti. Taj se oblik koristi i u Međunarodnoj svemirskoj stanici.
I na kraju, solarni paneli u svemiru ne trebaju pretvarati istosmjernu struju u izmjenični. Na zemlji vaša struja sva vaša elektronika radi na izmjeničnu struju. Zbog toga je potrebno imati solarni pretvarač za pretvaranje baznog istosmjernog napajanja iz vaših ploča u izmjenični. AC struja je također korisna za prijenos električne energije na velike udaljenosti.
Budući da električna energija koju satelit u svemiru ili drugim svemirskim brodovima ne treba prijeći ove udaljenosti, može ostati u DC formatu. To također pomaže u smanjenju količine hardvera potrebnog za ove sustave.
Space Solar Tech izgrađen je trajnije i učinkovitije
Sve u svemu, postoji mnogo sličnosti između svemirskih panela sa svemirom i uobičajenih solarnih panela. Obje uključuju stanice koje su izrađene od vodljivog materijala (obično silicija) i uklapaju se u nizove. Najveća razlika odnosi se na ukupnu kvalitetu i trajnost modula.
U svemiru je velika vrućina, hladnoća i zračenje. To se vodi računa o solarnim pločama sa svemira i prirodno utječe na stanje hardvera. Također, NASA neprestano eksperimentira s različitim polutodorskim materijalima za proizvodnju boljih solarnih ćelija za svemir. Galijev arsenid jedan je primjer toga, a na putu bi trebalo biti puno novih inovacija!