太陽光発電所の動作原理。スキーム、説明

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太陽光発電所の動作原理。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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太陽放射は環境に優しい再生可能なエネルギー源です。太陽エネルギーの埋蔵量は膨大で、地球に入る年間エネルギー量は1,05 * 1018 kWhであり、そのうち2 * 1017 kWhが地表に降り注ぎます。このエネルギー量のうち、環境にダメージを与えることなく年間 1,62 * 1016 kWh を使用できます。これは、年間 2 * 1012 トンの基準燃料 (トー) を燃焼させるのに相当します。後者の数字は、60 年の地球上のあらゆる種類のエネルギー資源の生産予測 (2020 億 toe) の 34,2 倍です。

しかし、このエネルギーを大規模な発電に使用することには大きな困難が伴います。その主な問題は、地表の太陽放射密度が低いことと、その受信が断続的であること（夜間、曇り、太陽の光）です。曇りの日）。これらの障害を克服する既知の方法は、エネルギー蓄積装置、太陽燃料または太陽核エネルギーを組み合わせたシステムの作成、および密度を高める太陽エネルギー集光装置の使用です。残念ながら、これらのソリューションは、従来の発電所との競争力がないため、特に高緯度に位置する国では広く使用されていません。

地上の太陽光発電所を放棄して静止軌道上に設置すれば、全く異なる結果が得られる可能性がある。

太陽宇宙発電所（SCES）のアイデアは、米国の P.E. によって最初に策定されました。 1968年のグレイザー（R.E.グレイザー）。 DCからマイクロ波（MW）への電磁放射変換器を備えた高出力ソーラーパネルを静止軌道上に配置することが提案された。 SCES の設置場所として静止軌道 (約 36 km) を選択することにより、ステーションは地表上の特定の点上に確実にホバリングし、指向性電磁放射ビームの使用によりステーションから地球へのエネルギーの伝達が可能になります。、工業用周波数の電流に変換できます。静止軌道の平面は赤道面と一致するように選択されました。

知られているように、地球は黄道面に対して 23,50 度傾いており (図 1)、これによりほぼ一年中太陽電池パネルが照明されます。地球の影によるバッテリーの陰影は春分点と秋分点の時点で観察され、合計 1,2 時間を超えません。

静止軌道における太陽放射の密度が 1,4 kW / m2 であり、これは地球上の平均より 2 ～ 2,5 倍高いことも考慮すると、地上局に対する SCES の利点は明らかになります。

太陽光発電所の動作原理

もちろん、このプロジェクトの実施に伴う主に経済的な困難は明らかです。しかし、この補正における研究開発のよく知られたインセンティブは、再生可能エネルギー源の創出に加えて、地球の熱廃棄物による増え続ける地球の熱汚染から環境を守るという問題の解決策である。産業文明。自国の産業を国土の外に持ち出し、その有害な影響から自国を守ろうとする各国の試みは、今日すでにこの地球規模の問題を解決できず、SF作家が提案した地球に近い軌道での工場建設は解決できる。遠い未来ではないようです。

したがって、60 年代の終わり以来、静止軌道上の強力な太陽光発電所のさまざまなオプションとその設計の個々の要素に関する集中的な理論的および実験的研究が開始されたことは驚くべきことではありません。

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