Космические отражатели ускорят производство крупномасштабных солнечных электростанций

Космические отражатели могут использоваться для отражения солнечного света в сторону будущих солнечных электростанций на рассвете и в сумерках, ускоряя переход к чистому нулю.

Исследователи из Университета Глазго показали, что космические отражатели шириной в километр могут повысить производительность будущих крупных солнечных ферм, отражая дополнительный солнечный свет обратно к ним после захода солнца.

Аэрокосмические инженеры использовали компьютерное моделирование, чтобы определить наиболее эффективный способ использования орбитальных солнечных отражателей для выработки дополнительной энергии.

Статья опубликована в виде препринта в журнале. Акта Астронавтика.

Отражает дополнительный солнечный свет

Компьютерное моделирование показало, что 20 тонких рефлекторов, размещенных на орбите на высоте 1000 километров над поверхностью Земли, могут отражать солнечный свет обратно на солнечные фермы в среднем еще на два часа каждый день.

Солнечный свет может повысить производительность солнечных ферм, особенно после захода солнца, когда спрос на электроэнергию высок. Мощность можно увеличить, добавив больше космических отражателей или увеличив их размер.

Созвездие Уокера

Космические отражатели будут поддерживать орбиту, близкую к разделительной линии Земли. Это граница, где дневной свет на одной стороне планеты переходит в ночь на другой.

Отражатели должны быть расположены в порядке, известном как созвездие пешеходов. Эти созвездия используются в таких технологиях, как системы спутниковой связи. Здесь группы равноотстоящих друг от друга спутников образуют кольца вокруг планеты, чтобы обеспечить непрерывную связь с поверхностью Земли.

Алгоритм был использован, чтобы понять, как расположены отражатели в созвездии и отрегулированы их углы для наиболее эффективного улавливания солнечных лучей. Такое расположение должно максимизировать дополнительный солнечный свет, отражаемый солнечными фермами вокруг земли ранним утром и поздним вечером.

Эффективность космических отражателей

Доктор Онур Челик из инженерной школы Джеймса Уотта при Университете Глазго и автор статьи, отвечающий за исследование, сказал: «Одним из основных ограничений солнечной энергии, конечно, является то, что ее можно генерировать только в дневное время. Стратегическое размещение новых солнечных ферм в местах, которые получают больше всего дополнительного солнечного света от отражателей, может сделать их более эффективными.

Команда считает, что 20 инверторов могут генерировать дополнительно 728 мегаватт-часов электроэнергии в день. Это эквивалентно добавлению на землю дополнительной крупной солнечной фермы без соответствующих затрат на строительство.

Проект «Пространство души»

Эта статья является результатом SOLSPACE, исследовательского проекта, возглавляемого Университетом Глазго и финансируемого Европейским исследовательским советом в размере 2,5 миллионов евро.

Профессор Колин Макиннис, главный исследователь SOLSPACE и соавтор статьи, сказал: «Идея вращающихся солнечных отражателей не нова – на самом деле, она возникла еще до космической эры, как и идея освещения городов. со светом из космоса». Впервые об этом заговорили в конце 1920-х годов.

«Однако космические отражатели были продемонстрированы только один раз в начале 1990-х годов, когда с российской космической станции «Мир» был запущен 20-метровый отражатель из алюминиевой фольги для отражения солнечного света обратно на Землю.

«Проект SOLSPACE работает над инновациями, разработкой и демонстрацией идей технологии орбитальных инверторов, которая может работать в более амбициозных масштабах для предоставления глобальных экологически чистых энергетических услуг».

Исследование было поддержано финансированием Европейского исследовательского совета в рамках программы исследований и инноваций Европейского Союза Horizon 2020 (соглашение о гранте № 883730).