Sursa: solar.com
Cu toții suntem familiarizați cu panourile solare rezidențiale și comerciale. Pot fi găsite în toate statele din California, New York, Massachusetts și multe altele. Panourile albastre și negre sunt foarte recunoscute și se lipesc din case sau clădiri cu acoperișuri tradiționale.
Pe de altă parte, solarul bazat pe spațiu este un subiect cu care chiar și cei cu cunoștințe în solar și comerț solar nu sunt destul de familiarizați. Deci, cum este solarul pentru spațiu și cum este diferit de tehnologia solară convențională?
Utilizarea energiei solare în nave spațiale
Celulele fotovoltaice au fost folosite pentru prima dată pe satelitul Vanguard 1 , lansat de SUA în 1958. De atunci, tehnologia solară a fost mult adaptată și optimizată pentru a se potrivi condițiilor spațiului.
Satelitul Vanguard 1 și este puțin celulele fotovoltaice
Panourile solare monocristaline sau policristaline convenționale care sunt utilizate în medii rezidențiale și comerciale nu sunt suficient de rezistente pentru a rezista la condițiile extreme din spațiu, cum ar fi căldura excesivă și frigul și un duș constant de radiații solare. Datorită acestor factori de mediu unici, tehnologia panourilor solare utilizate în spațiu este destul de diferită de cea a panourilor convenționale.
De ce este nevoie de energie solară pe sateliți?
Navele spațiale și sateliții din spațiu au nevoie de o cantitate extraordinară de energie pentru a fi operaționale. Înainte ca solarul să fie o soluție viabilă pentru furnizarea acestei energii, bateriile erau folosite. Singura problemă este că bateriile au o capacitate setată și, fără niciun mijloc de reîncărcare a acestor baterii, devin inutile atunci când rămân fără energie.
Panourile solare împerecheate cu baterii sunt o opțiune mult mai bună, deoarece oferă un flux constant de energie regenerabilă. În prezent, solar este utilizat pentru a furniza electricitate sistemelor de calcul și a altor sisteme care sunt folosite pentru a monitoriza și controla diverse părți ale navei spațiale.
Scopul final este totuși să folosești energia solară pentru a propulsa navele spațiale și a minimiza sau elimina complet necesitatea altor surse de combustibil. Aceasta ar avea implicații grave pentru călătoriile în spațiu într-un mod foarte pozitiv.
Ce tehnologie solară folosesc nave spațiale?
Există două tipuri de celule solare care sunt comune în navele spațiale:
Celule de siliciu acoperite cu sticlă subțire și
Celule cu mai multe joncțiuni formate din arsenidă de galiu și alte materiale similare.
Celulele de siliciu care sunt acoperite cu sticlă sunt destul de asemănătoare cu panourile solare convenționale , dar sunt îmbunătățite în continuare pentru a gestiona radiațiile și temperaturile extreme. Acest tip de panou poate fi găsit pe Stația Spațială Internațională , care deține în prezent majoritatea panourilor solare găsite în spațiu.
Celulele solare care sunt formate din arsenid de galiu sunt mult mai eficiente și, ca urmare, sunt uneori o opțiune mai bună atunci când spațiul fizic este un motiv de îngrijorare. Aceste panouri pot atinge până la aproximativ 34% eficiență față de 15-20% pe care le pot atinge majoritatea panourilor solare comerciale.
Panouri de arsenidă de galiu de înaltă eficiență ale satelitului Dawn
Sateliții din spațiu sunt, de asemenea, echipate cu panouri solare care pot urma direcția soarelui pentru a maximiza absorbția lor a luminii solare. Razele de soare în spațiu sunt chiar mai abundente decât pe Pământ, din cauza absenței unei atmosfere. Aproximativ 55-60% din energia solară este reflectată sau absorbită în drum spre suprafața Pământului prin nori, gaze și praf.
Panourile solare găsite în numeroși sateliți din spațiu includ, de asemenea, o structură pliabilă care permite panourilor să se extindă în timp ce nava spațială este pe orbită. Acest format este folosit și în Stația Spațială Internațională.
În sfârșit, panourile solare din spațiu nu trebuie să convertească curentul continuu în curent alternativ. Pe Pământ, energia dvs. electrică funcționează cu curent alternativ. Acesta este motivul pentru care este necesar să aveți un invertor solar pentru a converti energia electrică de bază de la panourile dvs. în curent alternativ. Alimentarea cu curent alternativ este utilă și pentru transmiterea energiei electrice pe distanțe lungi.
Deoarece energia electrică pe care un satelit din spațiu sau o altă navă spațială nu are nevoie să o parcurgă pe aceste distanțe, poate rămâne în format DC. Acest lucru ajută, de asemenea, la reducerea cantității de hardware necesare pentru aceste sisteme.
Space Solar Tech este construit mai durabil și mai eficient
În general, există multe asemănări între panourile solare spațiale și panourile solare convenționale. Ambele includ celule care sunt fabricate din material conductor (de obicei siliciu) și sunt încadrate în tablouri. Cea mai mare diferență are legătură cu calitatea generală și durabilitatea modulelor.
În spațiu, există căldură extremă, frig și radiații. Acest lucru este contabilizat în panourile solare spațiale și influențează în mod natural starea hardware-ului. De asemenea, NASA experimentează în mod constant diferite materiale semiconductoare pentru a produce celule solare mai bune pentru spațiu. Arsenidul de galiu este un exemplu în acest sens și ar trebui să existe numeroase inovații pe parcurs!
