Очередной шаг к космической солнечной электростанции

Специалисты из Института лазеров университета Осаки (Institute of Laser Engineering) и японского аэрокосмического агентства (JAXA) сделали важный шаг на пути создания космической солнечной электростанции: разработали эффективный преобразователь света. Идея сбора солнечной энергии в космосе и транспортировки её на Землю по лазерному лучу сама по себе не нова. Однако при создании подобного комплекса необходимо решить ряд проблем, и одна из них — эффективность преобразования падающих солнечных лучей в энергетический луч, направляемый на Землю. При наличии большого числа промежуточных узлов такое преобразование теряет смысл (в сравнении с простой наземной электростанцией на солнечных батареях).

Недавно физики из университета Осаки создали необычный керамический материал, содержащий хром и неодим. Пластина из этого материала преобразует падающий свет (то есть — широкий солнечный спектр) в лазерный луч с необычайно высокой эффективностью — 42%, что примерно в 4 раза выше, чем в предыдущих схожих опытах.

Упрощённая схема станции SSPS. Японские инженеры обдумывают разные её варианты. В одном из них энергия к нам будет переправляться именно при помощи лазерного луча, во втором рассматривается более традиционный (для таких проектов) способ транспорта — микроволновый луч.

Учёные считают, что данный преобразователь сыграет ключевую роль в японском проекте геостационарной солнечной электростанции SSPS, которую (в том или ином варианте) намечено запустить в космос к 2030 году.

Окончательный проект такой станции ещё не готов, но японцы утверждают, что спутник с солнечным коллектором размером, к примеру, 100 на 200 метров мог бы переправлять на Землю достаточно мощный и слабо расходящийся луч, который преобразовывался бы в электричество (тут возможны разные способы). Выходная мощность такой станции составляла бы 1 гигаватт. Кстати, на подобной же станции свет с орбиты мог бы преобразовываться не в электричество для сети, а в "зелёное" топливо — водород (из воды).

Запуск и развёртывание столь крупного космического аппарата — сложная и дорогая задача. Зато связка геостационарный спутник — наземная станция работала бы круглосуточно. И даже облака ей бы мешали не особенно сильно, поскольку в пятне от лазерного луча освещённость была бы значительно выше естественной.

По материалам: Membrana