Vir: solar.com
Vsi poznamo stanovanjske in komercialne sončne panele. Najdemo jih po vseh zveznih državah, kot so Kalifornija, New York, Massachusetts in še več. Modre in črne plošče so zelo prepoznavne in izstopajo iz domov ali zgradb s tradicionalnimi strehami.
Vesolje, ki temelji na vesolju, je tema, ki je poznajo tudi domači in komercialni sonci. Torej, kaj je sonce za vesolje in kako se razlikuje od običajne sončne tehnologije?
Uporaba sončne energije v vesoljskih plovilih
Fotovoltaične celice so bile prvič uporabljene na satelitu Vanguard 1 , ki so ga ZDA sprožile leta 1958. Od takrat so sončno tehnologijo močno prilagodili in optimizirali, da ustreza razmeram v vesolju.
Satelit Vanguard 1 in ima malo PV celic
Običajne monokristalne ali polikristalne sončne plošče, ki se uporabljajo v stanovanjskih in poslovnih prostorih, niso dovolj trpežne, da prenesejo ekstremne razmere v prostoru, kot sta prekomerna toplota in mraz, in nenehno prhanje sončnega sevanja. Zaradi teh edinstvenih okoljskih dejavnikov se tehnologija sončnih panelov, ki se uporablja v vesolju, precej razlikuje od običajnih plošč.
Zakaj je na satelitih potrebna sončna energija?
Vesoljska plovila in sateliti v vesolju potrebujejo ogromno energije za delovanje. Preden je bila sončna energija izvedljiva rešitev za zagotavljanje te energije, so uporabljali baterije. Edina težava je, da imajo baterije nastavljeno zmogljivost in brez kakršnega koli načina za ponovno napolnitev teh baterij postanejo neuporabne, ko jim zmanjka energije.
Solarni paneli v kombinaciji z baterijami so veliko boljša možnost, saj zagotavljajo stalen tok obnovljive energije. Trenutno se sonce uporablja za oskrbo z električno energijo v računalniških sistemih in drugih sistemih, ki se uporabljajo za spremljanje in nadzor različnih delov vesoljskega plovila.
Končni cilj pa je uporaba sončne energije za pogon vesoljskih plovil in minimaliziranje ali popolno odstranjevanje potreb po drugih virih goriva. To bi imelo resne posledice za vesoljska potovanja na zelo pozitiven način.
Kakšno solarno tehnologijo uporabljajo vesoljska plovila?
Obstajata dve vrsti sončnih celic, ki sta pogosti v vesoljskih plovilih:
Silicijeve celice, prekrite s tankim steklom, in
Celice z več stičišči, ki jih sestavljajo arselid galija in drugi podobni materiali.
Silikonske celice, ki so prekrite s steklom, so precej podobne običajnim solarnim panelom , vendar so še izboljšane za obvladovanje sevanja in ekstremnih temperatur. Tovrstno ploščo najdemo na Mednarodni vesoljski postaji , ki trenutno hrani večino sončnih panelov v vesolju.
Sončne celice, ki jih sestavlja arselid galija, so veliko učinkovitejše, zato so včasih boljše možnosti za fizični prostor. Ti paneli lahko dosežejo približno 34% izkoristek v primerjavi s 15-20%, ki jih dosega večina komercialnih sončnih panelov.
Visoko učinkovite arzilidne plošče galija satelita Dawn
Sateliti v vesolju so opremljeni tudi s sončnimi paneli, ki lahko sledijo sončni smeri, da čim bolj absorbirajo sončno svetlobo. Sončni žarki v vesolju so zaradi odsotnosti ozračja še bolj obilni kot na Zemlji. Približno 55-60% sončne energije se skozi oblake, pline in prah odbije ali absorbira na poti do Zemljinega površja.
Sončni paneli, ki jih najdemo v številnih satelitih v vesolju, vključujejo tudi zložljivo strukturo, ki omogoča, da se plošče razširijo, medtem ko je vesoljsko plovilo v orbiti. Ta oblika se uporablja tudi v Mednarodni vesoljski postaji.
Nazadnje solarnim panelom v vesolju ni treba pretvoriti enosmerne električne energije v izmenično. Na Zemlji vaša električna energija vsa elektrika deluje na izmenično napajanje. Zato je treba imeti sončni pretvornik za pretvorbo bazne enosmerne električne energije iz vaših plošč v izmenično. AC napajanje je koristno tudi za prenos električne energije na dolge razdalje.
Ker elektrika, ki je satelitu v vesolju ali drugem vesoljskem plovilu ne potrebuje prepotovati teh razdalj, lahko ostane v enosmerni obliki. To tudi pomaga zmanjšati količino strojne opreme, ki je potrebna za te sisteme.
Space Solar Tech je zgrajen bolj trpežno in učinkovito
Na splošno obstaja veliko podobnosti med vesoljskimi sončnimi paneli in običajnimi sončnimi paneli. Oba vključujeta celice, ki so narejene iz prevodnega materiala (ponavadi iz silicija) in so nameščene v nizi. Največja razlika je povezana s splošno kakovostjo in trajnostjo modulov.
V vesolju je izjemno toplota, mraz in sevanje. To se upošteva pri vesoljskih sončnih panelih in seveda vpliva na stanje strojne opreme. Tudi NASA nenehno eksperimentira z različnimi polprevodniškimi materiali za izdelavo boljših sončnih celic za vesolje. Galijev arzenid je en primer tega in na poti bi moralo biti veliko novih novosti!
