Под космической энергетикой понимается использование солнечного излучения в космосе как источника энергии. Пока этот вид энергетики является скорее идеей будущего, проекты в этой сфере только планируется. Тем не менее, вопрос энергетической безопасности стоит у человечества довольно остро..
Целью работы является анализ возможностей развития космической энергетики.
Еще много лет назад ученые поняли, какой огромный потенциал таит в себе возможность сбора солнечной энергии не на земле, а в космосе. Однако, предлагаемые до настоящего времени проекты построения спутника для генерации солнечной энергии за пределами атмосферы Земли были настолько дорогостоящими и трудновыполнимыми, что от их осуществления сразу же отказывались. Впрочем, ученые продолжают поиски более эффективных решений и одно из последних предложений в области солнечно-космической энергетики – проект SPS-ALPHA (Solar Power Satellite via Arbitrarily Large Phased Array, Спутниковая солнечная электростанция на произвольно расширяемой фазированной антенной решетке).
Питер Глейзер в 1968 году продемонстрировал идею крупных солнечных спутниковых систем, которые имеют солнечный коллектором, имеющий размер в квадратную милю, находящиеся на высоте геостационарной орбиты (ГСО) 36 тысяч километров над экватором, предназначенные для сбора и преобразования энергии солнца в электромагнитный пучок СВЧ для передачи полезной энергии на большие антенны на Земле. Он опубликовал свою идею в журнале Science, а потом еще получил патент через 5 лет за номером 3781647, который описывал способ передачи мощности на дальние расстояния (например, с орбиты к поверхности Земли) на основе передачи микроволн от больших антенн на спутнике на приемники находящиеся на Земле. В те времена люди думали, что реализация такой идеи – достаточно быстрое дело. Но удивительно, что срок действия патента закончился, а Глейзер только сейчас стал получать соответствующие сообщения о том, что его мысли были правильные.
Преимущества и недостатки. Данный вид энергии относится к тому виду, который получают вне пределов атмосферы Земли. Фотоэлектрические панели для спутника геостационарной орбите Земли (проходящей на высоте 36 тысяч км) будут иметь в среднем в восемь раз больше света, чем панели, которые находятся на поверхности Земли и даже больше когда космический аппарат будет ближе к Солнцу чем Земля. Помимо прочего, можно отметить еще достоинство, которое связано с тем, что в космическом пространстве нет вопросов, связанных с весом, а также коррозии металлов вследствие отсутствия атмосферы. С другой стороны, главный недостаток космической энергетики и по сегодняшний день является её высокая стоимость. Средства, затраченные на вывод на орбиту системы общей массой 3 млн т. окупятся только в течение 20 лет, и это если принимать в расчёт удельную стоимость доставки грузов с Земли на рабочую орбиту 100 $/кг. Нынешняя же стоимость вывода грузов на орбиту намного больше. Вторая проблема создания ОЭС – большие потери энергии при передаче. При передаче энергии на поверхность Земли будет потеряны, по крайней мере, 40-50 %.
Среди недостатков могут быть выделены низкая эффективность нынешних фотоэлементов (они преобразовывают всего пять процентов получаемого света в электричество); поддержание постоянной орбиты и места станции космической энергетики – магнитное поле будет отталкивать её от Земли, а солнечный ветер сдувать к Земле и в стороны – причём из-за вращения нашей планеты эти явления будут носить непостоянный и нелинейный, но циклический характер.