Читать «Загадки звездных островов. Книга 1 (сборник)» онлайн - страница 138

Гелиоэнергетика: реальность и перспектива

В космосе безбрежное море солнечных лучей, источник практически неисчерпаемой энергии. Только за одну минуту Солнце посылает на Землю столько энергии, сколько за полтора года вырабатывают все электростанции мира. Количество солнечной энергии на единицу поверхности в космосе в 10 раз больше, чем на Земле. Там нет экранирующего влияния атмосферы, облачности, туманов. Кроме того, космическая энергетика экологически самая чистая.

Однако чтобы создать в космосе промышленные солнечные электростанции, предстоит решить еще множество проблем. Рассмотрим главные из них.

Существующие сегодня преобразователи солнечной энергии в электрическую, которыми оснащается большинство космических аппаратов, работают на принципе фотоэффекта, происходящего в кремниевых пластинах при освещении их солнечными лучами. Множество кремниевых элементов (площадью в несколько квадратных сантиметров и толщиной в доли миллиметра) соединяются между собой электрически и размещаются на общей панели, располагаемой перпендикулярно к солнечному свету. Коэффициент полезного действия кремниевых преобразователей — 10–12 процентов. В итоге с одного квадратного метра солнечной батареи мы можем снять максимум 140–170 ватт электроэнергии.

Можно подсчитать, что если мы захотим получить в космосе 10 миллионов киловатт (а именно такие мощности считаются сегодня наиболее рентабельными), то площадь нашей солнечной батареи должна составить 60–70 квадратных километров. Развернуть такую панель в космосе — задача не из простых.

Далее. Один квадратный метр солнечной батареи с учетом веса конструкции сегодня весит 5-10 килограммов. Следовательно, электростанция мощностью в 10 миллионов киловатт будет весить от 300 тысяч до 600 тысяч тонн. Невиданные веса полезной нагрузки! А ведь таких электростанций нужны тысячи. Поистине фантастическими становятся веса конструкционных материалов, которые мы должны будем вывести в космос.

Известно, что для выведения на околоземную орбиту одного килограмма полезного груза жидкостной ракетой требуется порядка 30 килограммов ракетного топлива. Для выведения груза на стационарную орбиту, где как раз и предполагается размещать солнечные электростанции (в целях обеспечения непрерывной связи с земным потребителем), топлива потребуется в несколько раз больше. В итоге необходимое количество топлива для доставки одной только станции на синхронную орбиту достигает десятков миллионов тонн. Цифры, прямо скажем, астрономические. Где взять столько топлива? И во что это обойдется?

Подсчитано, что для выведения на стационарную орбиту с помощью ракет на углеводородном топливе грузов для 1000 солнечных электростанций надо сжечь столько топлива, что по массе оно будет соизмеримо с количеством углекислого газа в атмосфере Земли. Попадание такого количества продуктов сгорания в земную атмосферу по экологическим соображениям недопустимо…

Проблематичной остается сегодня и задача транспортирования полученной в космосе электроэнергии на Землю. На каком принципе должна осуществляться передача такого огромного количества энергии с высоты в 36 тысяч километров с приемлемыми энергетическими потерями и экологическими издержками? Мнение специалистов в вопросах энергетики склоняется к тому, что рациональнее использовать для этих целей микроволновое излучение. Для этого на станции должны быть установлены специальный преобразователь электрической энергии в микроволновое излучение и передатчик с остронаправленной антенной, а на Земле — приемник излучения диаметром в несколько километров и преобразователь волн в промышленную энергию.