Войти

Японцы приручают Солнце

7986
15
+1
sun_energy
Солнце.

Впервые в мире удалось без проводов передать энергию на большое расстояние

Созданный японскими специалистами передатчик смог на расстояние 500 метров без проводов передать мощность 10 кВт. Для кого-то это событие мало что говорит, но для энтузиастов космической энергетики может считаться прорывом. Ученые надеются, что подобная технология в будущем поможет реализовать давнюю мечту человечества - с помощью СВЧ-волн или лазерного луча передавать на Землю энергию орбитальных солнечных электростанций.


Этой идее почти 50 лет. Кстати, в фантастических романах она давно обыденность. В 1968 году Питер Глейзер предложил на геостационарной орбите разместить солнечную станцию площадью с квадратную милю и с помощью СВЧ-излучения передавать энергию на Землю. И хотя реализация такого фантастического проекта стоила огромных денег, ведущие космические страны восприняли ее с энтузиазмом. Такой проект кардинально меняет лицо мировой энергетики, делает ее независимой от любого вида топлива. Поэтому были проведены эксперименты по беспроводной передаче энергии и даже принимались программы космической энергетики. Участвовала в этом и Россия. Так, в 1990 году Исследовательский центр им. М.В. Келдыша предлагал уже в 2020-2030 годы создать 10-30 космических электростанций общей мощностью 1,5-4,5 ГВт. Однако грянул кризис, все это осталось на бумаге.


Но в 2013 году ЦНИИмаш вернулся к идее, предложив создать космические солнечные электростанции мощностью 1-10 ГВт и передавать электроэнергию на Землю. Однако события, которые сегодня сотрясают нашу космическую отрасль, очевидно, отодвинули российскую космическую энергетику на неопределенный срок. Впрочем, и в США, где в 1999 году планировали начать программу космической энергетики, к ней охладели. И только в самое последнее время там стали появляться новые проекты. Так что на сегодняшний день главными энтузиастами и лидерами являются японцы. И понятно почему: в этой стране проблема энергии крайне остра. Особенно после аварии на АЭС "Фукусима". Япония намечает передавать энергию из космоса уже в 2018 году. Приемником должно стать "зеркало" диаметром в несколько километров, которое будет находиться в пустынном районе океана.


Насколько реальны эти проекты? Если еще 15-20 лет назад создание космической электростанции оценивалось в сотни миллиардов, а то и в триллион долларов, то сейчас речь идет совсем о других суммах. Намного подешевели и сами солнечные батареи, и запуск грузов в космос. Кроме того, значительно вырос КПД солнечных батарей. В итоге стоимость космической электростанции уже оценивается не в сотни, а десятки миллиардов долларов. В принципе солнечные батареи можно сделать толщиной около 12 микрон. Из них на Земле можно собрать КСЭС большой площади, всю эту конструкцию сложить и поместить в капсулу. А на орбите станцию развернуть веером. такой вариант может намного сократить расходы.


Неудивительно, что на них уже положили глаз крупнейшие мировые компании. Оценки показывают, что выигрыш намного превзойдет затраты. Ведь есть шанс стать, по сути, монополистом в энергетике. Во-первых, КСЭС будет вырабатывать экологически абсолютно чистую энергию, никаких вредных выбросов. Во-вторых, даже при огромных первоначальных расходах цена космической энергии будет ниже, чем у тепловых и атомных станций. В-третьих, КСЭС делает страны независимыми от углеводородного сырья.


Кстати, когда сегодня обсуждается освоение Луны, то одним из главных аргументов "за" является именно космическая энергетика. Во-первых, это почти идеальное место для солнечных электростанций. Ведь их можно "клепать" прямо на спутнике из местных материалов. Это многократно сократит расходы. Во-вторых, здесь нет атмосферы, поэтому энергию можно вырабатывать почти круглосуточно с высоким К.П.Д. и передавать на Землю в виде СВЧ-излучения. На спутнике надо построить несколько антенных полей общей площадью в несколько сотен квадратных километров. Стоимость такого проекта, по предварительным оценкам, около 60 миллиардов долларов. Проект должен окупиться в течение пяти лет.


Конечно, в космической энергетике множество проблем, в частности, передача энергии на Землю. Поэтому работа японских ученых по беспроводной передаче энергии на большое расстояние вызвала столь большой интерес всех, кто связан с этой тематикой.


Аркадий Симонов

Права на данный материал принадлежат
Материал размещён правообладателем в открытом доступе
  • В новости упоминаются
Похожие новости
11.04.2013
Солярис
19.09.2012
Применимо и в мирных, и в военных целях
05.09.2012
В России разработали трактор для астероидов
18.06.2012
Оборона страны начинается и заканчивается космосом
15.09.2011
Солнечная энергия: с орбиты – на Землю
15 комментариев
№1
02.04.2015 08:22
Смешная статья.

Заголовок: "Японцы приручают Солнце"
Статья: "Созданный японскими специалистами передатчик смог на расстояние 500 метров без проводов передать мощность 10 кВт."

- это всё, что относится к японцам и их изобретению, то о чём действительно было бы интерсно почитать. Даже способ передачи энергии не указан! А остальные 3520 печатных знака, - фантазии автора на тему солнечной энергетики которая теперь вот-вот "попрёт".

Только вот попрёт-ли?! Ведь дальность в 500м это далеко не 36 тыс.км. (ГСО) и даже не 300км (низкая орбита)...

Можно указать на два, мягко говоря, сомнительных утверждения:
1) то что космическая энергетика экологически чистая, и
2) то что "космическая энергия" будет дешевле земной генерации.

Вся эта болтовня будет иметь минимальные основания для обсуждения, только тогда, когда появятся существенно более "простые" и дешёвые, вырожденные варианты космической генерации энергии, - проекты по освещению северных (или других) территорий зеркалами размещёнными в космосе.

И да, это дело будет иметь и военную составляющую.
+7
Сообщить
№2
02.04.2015 16:39
Без паники, Peter Tsk, без паники.
“Даже способ передачи энергии не указан!” - указан, Peter Tsk, указан.
“Только вот попрёт-ли?! Ведь дальность в 500м это далеко не 36 тыс.км. (ГСО) и даже не 300км (низкая орбита)...” - ох как попрёт, Peter Tsk, и КАК попрёт !!!!
Японцы не имеют площадей для установки зеркал, поэтому Japan Aerospace Exploration Agency занимается передачей солн.энергии не один десяток лет, и им это удалось сделать. Преобразуют солн.энергию в микроволны и передают пучком.
http://spectrum.ieee.org/energywise/green-tech/solar/japan-demoes-wireless-power-transmission-for-spacebased-solar-farms
The obvious question here is one of efficiency: being able to transmit power is great, but if you lose most of it along the way, will the overall system ever reach commercial viability? At this point, the conversion system (solar to DC to microwave to DC to AC) is about 80 percent efficient, but that excludes loss of energy in transit. Neither JAXA nor Mitsubishi are commenting on the efficiency of these specific tests (which, to be fair, weren't’t optimized for efficiency), but we do know that as of last year, JAXA expected a 1.6 kilowatt microwave beam to yield a rectenna output of about 350 watts from a 50 meter test.
“И да, это дело будет иметь и военную составляющую” - военная составляющая получится автоматически, когда нечаянно попавший под луч самолёт/птица сгорит, а так
будет чисто коммерческое.
  Вы может быть правы - статья может и смешная, но идея японцев серьёзная и она работает!
0
Сообщить
№3
02.04.2015 21:48
ViewfromUSA, ничего еще не работает, это просто 500 метров в очередном эксперименте.
http://spectrum.ieee.org/energywise/green-tech/solar/japan-demoes-wireless-power-transmission-for-spacebased-solar-farms
Про работу будем говорить, когда будут проведены и подтверждены эксперименты по передаче энергии на большие чем 500 метров расстояния, проект солнечной орбитальной станции  Japan Aerospace Exploration Agency пройдет все этапы проектирования и будет утвержден, по результатам будут получены сертификаты на частотный диапазон передачи энергии, получено финансирование в виде привлеченных  средств за счет акций (что будет видно по динамике акций Japan Aerospace Exploration Agency на Токийской бирже). И т.д т.п.

С учетом развития наземной солнечной энергетики, думаю, что для развертывания космических станций у  Japan Aerospace Exploration Agency перспектив никаких. Проще вкладываться и получать отдачу на наземных станциях.

Поддержка "зеленой" энергетики в США
+1
Сообщить
№4
02.04.2015 23:12
Так, СОИ №2 намечается) ну что, мазеры сильно эволюционировали? Лазеры хоть твердотельные довольно сильно уменьшились в размерах, а тут какой прорыв за последние 20 лет? Учитывая, что в таком проекте размеры особо не стесняют, ну и

Цитата, q
Намного подешевели и сами солнечные батареи, и запуск грузов в космос

если с первым утверждением, безусловно, можно согласиться, то 2е пока только на бумаге бизнес-планов и в красивых анимациях Элона Маска - в чем в чем, а в мультиках они традиционно сильны, вспоминаем те же СОИ).

Имхо намного более перспективен проект замыкания ядерного цикла с помощью реакторов БН.
0
Сообщить
№5
02.04.2015 23:49
Вспоминаем, значит, Джеймса нашего Бонда, и пресловутый Икар, которым с орбиты жарили 38 параллель... Экологически чистое оружие глобального удара. Вот чо-то не кажется мне что кому-то дадут вывести подобную вундервафлю на орбиту. Слишком имбалансная штука получается.
0
Сообщить
№6
03.04.2015 04:21
ViewfromUSA, за ссылку и за цитату спасибо, а вот за всё остальное...

Цитата, ViewfromUSA сообщ. №2
Без паники, Peter Tsk, без паники. ... способ ... - указан, Peter Tsk, указан ... - ох как попрёт, Peter Tsk, и КАК попрёт !!!! ...
- это более похоже на то, как если бы некий гражданин, забежав, например, в библиотеку и при этом дико вращая глазами,  начал увещевать всех:
Цитата, бес_паники
- Без Паники! Без Паники!
- ??!
- а Я говорю, - всем без паники! Сохраняйте спокойствие!!!
- да мы спокойны, ... ты то чего раскричался?! ..."
Вот где Вы увидели "панику" в моём сообщении [1]?!! И укажите, где конкретно (абзац и предложение), в обсуждаемой "новости", указан способ передачи энергии!

Хотя Вы и пишите на вполне себе нормальном русском языке, но такое впечатление, что за годы жизни на чужбине новой родине, ИМХО, Вы подутратили способность улавливать мысль, не выраженную на русском языке прямо:
Цитата, ViewfromUSA сообщ. №2
Вы может быть правы - статья может и смешная, но идея японцев серьёзная и она работает!
- статья, конечно же, смешная и я прав. А её автор заслуживает энергичного макания порицания "фэйсом об тэйбл", т.к. он не потрудился сделать того, что сделали Вы, - привести содержательные данные о проведённом японцами эксперименте и привести ссылку. Зато на основании одного предложения, в дальнейшем, нагромоздил горы фентези про "надвигающуюся" на нас "космическую энергетику".

Т.е. если максимально просто: заголовок не соответствует основному содержанию, изложенные мысли ничем не подтверждены, а к обсуждению японского эксперимента ещё никто не приступал.
+1
Сообщить
№7
03.04.2015 04:57
Вы, Peter Tsk, прав - паники в вашем комменте нет, просто много скептики, что вполне допускаю, т.к. ваши знания могут дать основание.
Но ведь дело это не для завтра и не для послезавтра. В ориг. статье есть ссылка на строительство лифта к 2050 году на высоту 36тыс.км, т.е. будет возможность передавать эл-во по кабелю:
http://spectrum.ieee.org/nanoclast/semiconductors/nanotechnology/japanese-construction-company-plans-to-build-a-space-elevator-from-carbon-nanotubes-by-2050
“Obayashi Corp., headquartered in Tokyo, Japan, has announced that it intends to build a space elevator by the year 2050."
  И в этой же статье есть ссылка как компания собирается строить солнечную ферму в космосе:
http://spectrum.ieee.org/green-tech/solar/how-japan-plans-to-build-an-orbital-solar-farm
“On the technical front, recent advances in wireless power transmission allow moving antennas to coordinate in order to send a precise beam across vast distances.”
   Посмотрите последнюю ссылку, и может ваш скептицизм исчезнет, хотя мне обидно не увидеть это к 2050 году - too far from now...
+1
Сообщить
№8
03.04.2015 05:10
По поводу серьёзности "идеи японцев":

[1] этой идее уже скоро будет под сто лет;
[2] не всегда, техническая возможность реализации чего-либо, предполагает автоматическую практическую целесообразность реализации этого "чего-либо";
[3] этой темой уже более 50 лет занимаются и не только японцы (США, СССР/Россия, Франция ...), - практических результатов пока не густо.

Цитата, [1]
Первые идеи об использовании беспроводной передачи энергии в космическом пространстве высказывались в начале ХХ столетия К.Ю. Кондратюком (передача солнечного излучения зеркалами с орбиты на Землю [1]) и К.Э. Циолковским (подвод энергии к космическому летательному аппарату сфокусированным электромагнитным излучением [2]). В 1948 г. Г.И. Бабат обосновал способ передачи энергии на борт летательных аппаратов с помощью сфокусированного пучка СВЧ излучения [4].

[2] Как пример, приводятся следующие оценочные данные:
(a) для "совершенной антенны", работающей на la~1см, диаметром 1м и передающей энергию на 1км, диаметр пятна (на принимающей стороне) будет 12м;
(b) для "совершенной антенны", работающей на la~10см, диаметром 1 км и передающей энергию на L~3600 км, диаметр пятна (на принимающей стороне) будет 3 км, с крайне низкой плотностью энергии, порядка 0,1 Вт/см^2; для этой-же антенны и при тех-же условиях, с высоты 360 км, диметр пятна будет 30 м и Pуд~1кВт/см^2
- оцените циклопичность требуемых размеров приёмо-передающих устройств, - километры! Вот что человечество до сих пор построило в космосе размером с 1 км? Пока, ни-че-го. Так откуда же там взяться антеннам? К чему их крепить, как ориентировать, чем запитывать, да как их, наконец, туда выводить, на высоту 36'000 км?!

Цитата, [3]
Возможность использования беспроводной передачи энергии для энергоснабжения свободно летающих спутников с борта орбитальной станции рассматривалась в NASA, в начале 1970-х гг., когда обсуждались планы создания орбитальной станции [6-8]. Позднее к этой концепции возвратились в 90-е годы в связи с проектом международной космической станции (МКС). Эта идея прорабатывалась в ESA [9] и NASA [10]. В марте 1999 г. в CNES (Франция) была проведена Международная стратегическая обзорная встреча специалистов Канады, США, Франции, Японии по ключевым проблемам космической солнечной энергии и ее беспроводной передаче [11].
...
Перспектива использования беспроводной энергетики в космосе заключается, прежде всего, в возможности передачи энергии от одного космического аппарата к другому или к группировке космических аппаратов. Значительным преимуществом данного варианта является экологическая безопасность использования беспроводной передачи энергии – отсутствие проблемы обеспечения безопасного взаимодействия электромагнитного излучения с биосферой и атмосферой Земли, включая ее ионосферу.
...
- "эта песенка будет вечной", а к 2050 году или "ишак или падишах" (с) с перносом контрольной даты на очередные 50 лет.
+1
Сообщить
№9
03.04.2015 15:31
Цитата, Peter Tsk
для "совершенной антенны", работающей на la~10см, диаметром 1 км и передающей энергию на L~3600 км, диаметр пятна (на принимающей стороне) будет 3 км, с крайне низкой плотностью энергии, порядка 0,1 Вт/см^2; для этой-же антенны и при тех-же условиях, с высоты 360 км, диметр пятна будет 30 м и Pуд~1кВт/см^2
- оцените циклопичность требуемых размеров приёмо-передающих устройств, - километры! Вот что человечество до сих пор построило в космосе размером с 1 км?

Не в космосе эта дура должна находиться, а на Земле.
А на Земле вполне можно сделать многокилометровое поле антенн (фазированную решетку), которое будет принимать энергию.
При этом локальная плотность энергии излучения низка - что решает проблему безопасности и у большой антенны хорошее КПД.

Плюс та же решетка (кроме приема энергии из космоса) может быть использована в военных целях - сжигать излучением баллистические ракеты и в мирных - снабжение электроэнергией пролетающих мимо самолетов (и спутников).
0
Сообщить
№10
04.04.2015 00:54
Бредовая статья, бредовое предложение и вообще...
1) На больших высотах атмосфера разрЯжена, или вообще плазма. Доблесные микроволны поглотятся или вызовут пробой. Ну а те мощности что не вызовут смешны.
2) Строительство подобных батарей на орбите - бред сумасшедшего по куче причин. Например сколько это стоит, как менять батареи, как ими крутиться в космосе и тп.
ЗЫ: Передача энергии без проводов ничего особо страшного из себя не представляет, давно опробована, но экономически не выгодна. Например лазерный луч, или электронный, или волновод какой...
0
Сообщить
№11
05.04.2015 09:31
похоже растояние повысили с 50ти м на 500 если смогут с таким же темпом повышать кпд и пастояние - есть надежда на успех
0
Сообщить
№12
05.04.2015 17:00
Херня все. чем закидывать 1км2 батарей в космос проще установить на земле 2км2.
Окупится не только сама инсталляция, но и ее обслуживание.

Потом, цифры в статье - чушь, полная.

С квадратного километра на нашем расстоянии от Солнца, хоть в космосе, хоть на луне, больше 1.5 ГВт  не собрать (это при КПД 100%, а реальный меньше 30, однако).
0
Сообщить
№13
05.04.2015 21:58
Цитата, Викторович сообщ. №12
проще установить на земле 2км2.
на земле конечно проще, но облака, атмосфера и пр. факторы как раз и сожрут большую долю КПД,
а вот допустим производить на орбите какой-то охренительно энергоемкий продукт , а потом спускать на землю вполне себе вариант.
0
Сообщить
№14
05.04.2015 22:13
Космическая энергетика понадобиться, когда потребуется не просто больше энергии, а в сотни раз больше чем сейчас в мире производят.
Могут появиться сильно энергоёмкие технологии и для них надо будет много энергии (например,  автомобили с эффектом левитации или автоматизированные заводы по производству всего на свете методом 3Д печати или роботы-убощики и др. в каждой квартире).

Количество разных роботов может превысить население Земли и всем им нужна будет электроэнергия.

Тогда придется огромными полями солнечных панелей космос "засевать" - чтоб было по площади как целый земной континент.

Ниоткуда больше такую прорву энергии не взять.

Это конечно не скоро ... но рано или позно придется делать.
0
Сообщить
№15
06.04.2015 21:02
Цитата, komix сообщ. №13
а вот допустим производить на орбите какой-то охренительно энергоемкий продукт

Такой продукт на земле только один - АЛЮМИНИЙ. Производят его сотнями тысяч тонн в год. Вы будете катать его туда-сюда в космос? ))

Цитата, komix сообщ. №13
облака, атмосфера

Постойте не 2кв км на земле вместо 1 в космосе, а 50 вместо 1. И это ВСЕ РАВНО БУДЕТ ДЕШЕВЛЕ.

И не забывайте, что в космосе батареи деградируют раза в 3 быстрее, чем на земле под жирным слоем атмосферной и ионосферной защиты.
+1
Сообщить
Хотите оставить комментарий? Зарегистрируйтесь и/или Войдите и общайтесь!
  • Разделы новостей
  • Обсуждаемое
  • 23.09 13:18
  • 2
Эпицентры смерти
  • 23.09 13:13
  • 12
Россия запустит атомный «Нуклон»
  • 23.09 13:06
  • 2
Хайп в «Авангарде»
  • 23.09 12:53
  • 1
«Роскосмос» снимет художественный фильм на МКС
  • 23.09 12:25
  • 4
"Побили все рекорды": в США похвастались новым истребителем
  • 23.09 12:14
  • 1
Служба «Роскосмоса» за два года нашла следователям 22 уголовных дела.
  • 23.09 11:48
  • 37
Уничтожит авианосную группу: эксперты смоделировали удар "Кинжала"
  • 23.09 11:47
  • 1
Война – последний довод королей
  • 23.09 11:41
  • 174
Слепые «Цирконы»
  • 23.09 11:34
  • 2
РКЦ «Прогресс» выиграл конкурс на создание ракеты на метановом двигателе
  • 23.09 11:24
  • 7
ВВС США тайно разработали и испытали прототип абсолютно нового истребителя
  • 23.09 09:39
  • 1
США раскрыли «потрясающие» учения России и Китая
  • 23.09 08:40
  • 1
Минобороны Чехии модернизирует имеющиеся танки T-72M4CZ
  • 23.09 06:09
  • 1
"Нам нужен аналог российской Р-37М": в США задумались о создании новой ракеты
  • 23.09 04:29
  • 1
На учениях «Кавказ-2020» протестируют новую БМП повышенной плавучести