Материалы размещены исключительно с целью ознакомления учащихся ВУЗов, техникумов, училищ и школ.
Главная - Наука - Биология
Феоктистов Константи - Траектория жизни

Скачать книгу
Вся книга на одной странице (значительно увеличивает продолжительность загрузки)
Всего страниц: 97
Размер файла: 708 Кб
Страницы: «« « 64   65   66   67   68   69   70   71   72  73   74   75   76   77   78   79   80   81   82  » »»

электростанций  порядка  500-1000  долларов  на  киловатт.  Если  мы  сможем
организовать массовое производство солнечных фотопреобразователей, то снизим
их стоимость до 300-500 долларов на киловатт, а остальные  500-700  долларов
пошли бы на  конструкцию  и  изготовление  электростанций.  С  точки  зрения
размещения их на поверхности, вроде бы проблем не должно  возникнуть:  нужно
будет найти площади в сумме порядка  50  тысяч  квадратных  километров.  Эта
площадь равна площади квадрата со стороной около  200  километров.  Тут  нет
проблем. Свободных площадей, особенно в засушливых солнечных районах, больше
чем достаточно. Но, конечно, придется  преодолевать  ряд  трудностей.  Самые
очевидные - обеспечение защиты от грязи, пыли, дождей и  от  эрозии  внешней
поверхности от песка и пыли, бьющих по поверхности, когда дует ветер. Но это
инженерная  проблема,  и  она  представляется  решаемой  (вспомним  хотя  бы
"дворники" на автомобилях). Более сложной  является  проблема  дня  и  ночи:
когда солнце склоняется к закату, мощность наземных солнечных электростанций
будет падать до нуля. Но именно вечером и ночью нужно увеличивать  выработку
электроэнергии (освещение, подзарядка аккумуляторов, обеспечение ночных смен
на заводах и тому подобное). Пока хотя бы часть континента освещена солнцем,
энергию  можно  передавать  с  освещенной  части  на   ночную   сторону   по
высоковольтным линиям электропередачи. Но когда весь  континент  окажется  в
тени, то наземные линии электропередачи уже не помогут.  То  есть  возникнет
задача  передачи  электроэнергии  через  океаны,  которая  может   оказаться
серьезной технической  проблемой.  Даже  если  это  не  удастся  преодолеть,
наземные  солнечные  электростанции  могут  оказаться  серьезным  вкладом  в
решение энергетической проблемы. Следовательно, создание дешевых и  надежных
наземных солнечных электростанций (больших и малых) будет одной из важнейших
технических задач в следующем веке.
   Правда, тут нас будет подстерегать еще одно осложнение. Если потребляемая
мощность электростанций возрастет на порядок, то следует  ожидать  повышения
температуры поверхности на величину около одного  градуса  Цельсия.  Но  это
осложнение только напоминает нам о том, что проблема  роста  народонаселения
грозит нам еще и опасностью нарушения теплового баланса Земли.
   Другим, возможно, перспективным, путем  решения  энергетической  проблемы
может оказаться создание орбитальных солнечных электростанций.
   Уже сейчас получен  опыт  длительной  эксплуатации  солнечных  батарей  в
условиях космоса. Для орбитальных солнечных  электростанций  можно  было  бы
использовать пленочные солнечные батареи с массой порядка 3-4 килограммов на
киловатт.
   Солнечные  орбитальные  электростанции  представляются   пригодными   для
снабжения   Земли   электроэнергией.   Полученную   от   солнечных   батарей
электроэнергию  можно   преобразовать   в   радиоизлучение   и   с   помощью
остронаправленной антенны орбитальной электростанции  в  виде  узкого  пучка
лучей передавать на приемную антенну, расположенную  на  поверхности  Земли.
Принятое на Земле радиоизлучение можно снова преобразовать в  электроэнергию
и направить потребителям. Чтобы орбитальные электростанции имели непрерывную
и кратчайшую связь с наземными приемными станциями,  было  бы  целесообразно
размещать их на  геостационарной  орбите.  Сама  идея  создания  орбитальных
солнечных электростанций появилась еще  в  конце  семидесятых  годов,  когда
инженеры,  работавшие  в  космической  технике,  начали  искать  возможности
орбитальных  сооружений  для  решения  насущных  проблем  человечества.   Но
проработки показали, что это далеко не простое дело.
   Главное  на  пути  к  созданию  солнечных  орбитальных  электростанций  -
научиться строить на орбите гигантские и  одновременно  легкие  конструкции.
Начинать можно, например, со сборки ажурной панели-блока размером, например,
100 на 100 метров. А затем, постепенно соединяя  между  собой  такие  блоки,
наращивать площадь конструкции до десятков квадратных километров.  С  панели
площадью 100 квадратных километров  можно  было  бы  снять  мощность  до  10
миллионов киловатт. Для передачи  энергии  на  Землю  на  такой  орбитальной
электростанции потребуется антенна  площадью  около  квадратного  километра.
Наземная приемная антенна будет при этом иметь  диаметр  порядка  нескольких
километров. Скорее всего, окажется целесообразным не  только  сборку,  но  и
изготовление элементов блоков-панелей вести на орбите.  То  есть  доставлять
туда, скажем, рулоны металлической ленты, там ее резать и изготовлять из нее
стержни, из которых собирать потом ферменные конструкции  панелей  (конечно,
могут быть найдены и другие технологии изготовления и сборки панелей). И уже
на эти панели натягивать пленочные солнечные батареи. С учетом  массы  самой
пленки, фирменных панелей и других элементов  конструкции,  масса  солнечной
электростанции могла бы составить примерно 4-5 килограммов  на  киловатт  ее
мощности.
   Сложнейшей частью задачи создания  солнечных  орбитальных  электростанций
является доставка на орбиту материалов для ее строительства.  Масса  станции
мощностью 10 миллионов киловатт может  составить  около  50  тысяч  тонн,  и
соответственно масса 100 таких станций составит порядка  5  миллионов  тонн.
Для решения  задачи  доставки  на  орбиту  такого  количества  материалов  с
приемлемой стоимостью  потребуется  создать  совершенно  новые  многоразовые
ракеты-носители. С одной стороны, это должны быть достаточно большие машины,
способные выводить на орбиту полезный груз массой, скажем, порядка 500 тонн,
с тем чтобы за один-два года (при темпе их запусков 10-50 в год) можно  было
бы доставлять строительные материалы одной  станции  на  орбиту  и  с  такой
скоростью вести строительство. С другой стороны,  для  рентабельности  этого
предприятия необходимо, чтобы стоимость выведения на таком носителе была  бы
не больше 100 долларов за доставку на  орбиту  килограмма  полезного  груза.
Если сравнить эту величину  со  стоимостью  доставки  на  орбиту  с  помощью
современных  одноразовых  ракет  (порядка  5000  долларов   за   килограмм),
становится очевидной  вся  сложность  решения  этой  задачи.  Нужно  снизить
стоимость доставки на два порядка. Но эта задача  не  безнадежная.  Мне  она
представляется решаемой.
   Киловатт мощности орбитальной электростанции мог бы при этом стоить около
двух-трех тысяч долларов  (при  условии  эффективного  решения  транспортной
проблемы). Это примерно в полтора раза дороже, чем у атомных станций, в  два
раза дороже, чем у гидроэлектростанций, и в три-четыре раза  дороже,  чем  у
тепловых электростанций.  Однако  орбитальные  электростанции  не  расходуют
природных ресурсов, и через несколько лет эксплуатации они  могут  оказаться
рентабельнее  и  тепловых,  и  атомных.  А  главное,   эти   станции   будут
экологически чистыми.
   Ориентация гигантских ферменных панелей на  Солнце  представляется  также
вполне  решаемой  задачей.  Ведь  практически  придется  вращать  панель  со
скоростью равной одному обороту в год.
   Для  строительства  электростанции  на  орбите  возникнет   необходимость
создать   специализированное   производство.   Потребуются   строители.   Им
понадобятся жилища - орбитальные станции. Конечно, все  производство  должно

Страницы: «« « 64   65   66   67   68   69   70   71   72  73   74   75   76   77   78   79   80   81   82  » »»
2007-2013. Электронные книги - учебники. Феоктистов Константи, Траектория жизни