Izvor: solar.com
Svi smo upoznati sa stambenim i komercijalnim solarnim pločama. Možete ih pronaći širom država poput Kalifornije, Njujorka, Masačusetsa i još mnogo toga. Plavi i crni paneli su vrlo prepoznatljivi 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 prostor i kako se razlikuje od klasične solarne tehnologije?
Korištenje solarne energije u svemirskim brodovima
Fotonaponske ćelije prvi put su korištene na satelitu Vanguard 1 , koji su SAD lansirale 1958. Od tada je solarna tehnologija uveliko 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 sunčeve radijacije. 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 bila održivo rješenje za pružanje ove energije, koristile su se baterije. Jedini problem je što baterije imaju postavljeni kapacitet, i 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 omogućuju stalni tok obnovljive energije. Trenutno se solar koristi za opskrbu računarskim sistemima i drugim sistemima koji se koriste za nadgledanje i kontrolu različitih dijelova svemirskog broda.
Krajnji je cilj, međutim, korištenje solarne energije za pokretanje 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
Višenamenske ćelije sačinjene od galijum-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 pronađenih u svemiru.
Solarne ćelije koje čine arselid galijuma mnogo su efikasnije i, kao rezultat, ponekad su 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 efikasni paneli sa arselidom galijuma satelita Dawn
Sateliti u svemiru opremljeni su i 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% solarne energije se reflektuje ili apsorbuje 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 paneli šire dok je svemirski brod u orbiti. Ovaj se format koristi i u Međunarodnoj svemirskoj stanici.
I na kraju, solarni paneli u svemiru ne trebaju pretvarati istosmjernu električnu energiju u izmjenični. Na zemlji vaša struja sva vaša elektronika radi naizmeničnom strujom. Zbog toga je potrebno imati solarni pretvarač za pretvaranje baznog istosmjernog napajanja iz vaših panela u izmjenični. AC napajanje je takođe korisno za prijenos električne energije na velike udaljenosti.
Budući da električna energija koju satelit u svemiru ili drugim svemirskim brodovima ne treba prijeći te udaljenosti, može ostati u DC formatu. To takođe pomaže u smanjenju količine hardvera potrebnog za ove sisteme.
Space Solar Tech izgrađen je trajnije i efikasnije
Sve u svemu, postoji mnogo sličnosti između svemirskih panela sa svemirom i konvencionalnih solarnih panela. Obje uključuju stanice koje su izrađene od provodljivog materijala (obično silicijuma) i uklapaju se u nizove. Najveća razlika odnosi se na ukupnu kvalitetu i trajnost modula.
U prostoru su ekstremne vrućina, hladnoća i zračenje. To se vodi računa o solarnim pločama sa svemira i prirodno utječe na stanje hardvera. Također, NASA konstantno eksperimentira sa različitim poluvodičkim materijalima za proizvodnju boljih solarnih ćelija za svemir. Galijum arsenid je jedan takav primjer i na putu bi trebalo biti puno novih inovacija!
