Китайские ученые продвинулись в разработке системы «космической солнечной электростанции»

Китайские ученые сообщили о прогрессе в создании так называемого «космического пауэрбанка» – системы, которая сможет собирать солнечную энергию в космосе и передавать ее без проводов как на Землю, так и различным космическим аппаратам. Об этом сообщает CCTV+, партнер TV BRICS.

Идея заключается в размещении на орбите больших фотоэлектрических панелей, которые будут получать солнечный свет практически круглосуточно без помех в виде атмосферы, облаков и смены дня и ночи. Полученная энергия будет преобразовываться и передаваться на большие расстояния с помощью микроволнового излучения.

В рамках проекта «Чжужи» (Zhuri, «Погоня за Солнцем») исследовательская группа под руководством профессора Дуань Баояня из Сианьского национального университета (провинция Шэньси) разработала и испытала наземную систему беспроводной передачи энергии, способную одновременно заряжать несколько движущихся целей.

На территории университетского кампуса была построена 75-метровая установка, предназначенная для проверки всех этапов работы будущей космической электростанции.

Еще в 2022 году ученые впервые в мире продемонстрировали полный цикл такой системы: от сбора солнечной энергии и ее преобразования до передачи микроволнами и последующего получения и использования энергии на приемной стороне. Однако если раньше система могла передавать энергию только одному неподвижному объекту, то теперь она способна одновременно снабжать электричеством несколько движущихся целей, например дроны, спутники или космические аппараты.

Исследователи объяснили, что сложность модернизированной системы заключается в том, чтобы удерживать лучи на движущихся целях без потери сигнала.

«Наш луч передающей антенны должен контролироваться в режиме реального времени и точно направляться на приемную антенну. Для этого мы разработали высокоточную систему управления с обратной связью. Когда приемная антенна посылает направляющий сигнал, передающая антенна может оперативно его захватить и мгновенно рассчитать положение приемной антенны, обеспечивая тем самым точное наведение луча», – рассказал Цянь Сыхао, доцент факультета электромеханической инженерии университета.

Таким образом, система может отслеживать цели и вносить корректировки в режиме реального времени во время передачи, обеспечивая динамическое питание нескольких движущихся устройств.

Во время последних испытаний система передала 1180 ватт мощности на расстояние 100 метров, эффективность передачи постоянного тока увеличилась до 20,8 процента, а коэффициент полезного действия сбора луча достиг 88 процентов.

«Это означает, что большая часть лучей, излучаемых нашей передающей антенной, может быть точно принята приемной антенной с минимальными потерями энергии. Кроме того, наша общая выходная мощность достигла уровня киловатт, чего достаточно для работы бытового кондиционера. Она также легко покрывает повседневные нужды, такие, например, как приготовление пищи или кипячение воды», – добавил Цянь Сыхао.

По мнению участников проекта, в будущем космические солнечные электростанции смогут обеспечивать стабильное энергоснабжение 24 часа в сутки, снижать зависимость от ископаемого топлива и сокращать выбросы углекислого газа. Кроме того, такие технологии могут стать основой для создания своеобразных «заправочных» или зарядных станций в космосе, которые будут обеспечивать энергией спутники и космические корабли. Хотя до появления полноценной орбитальной электростанции еще далеко, последние результаты показывают, что Китай постепенно приближается к реализации этой амбициозной идеи.