Страница: 2/4
электрическую. Для накопления термической энергии
используется соль, которая расплавливается в приемнике.
Во время затемнения соль остывает и отдает тепло для
расширения рабочего тела. Отражатель состоит из изогнутых
треуголных пластин, с зеркальной поверхностью, установленных
на гексогональных конструкцях соединенных 14-ти футовыми
штангами с космической платформой.
Эффективность солнечной динамической
энергоустановки составляет 20-30%; для сравнения,
эффективность кремниевых фотоэлементов составляет 14%.
Эффективность термического накопителя более 90%,
аккоммуляторных батарей - 70-80%, топливных элементов -
55%. Более высокая эффективность позволяет уменьшить площадь
собирателя солнечной энергии, что облегчает решение проблем
динамики станции. Меньшее лобовое сопротивление особенно
важно при размещении станции на низкой высоте - при том же
расходе топлива и на той же орбите увеличивается время
жизни станции.
Несмотря на то, что в настоящее время солнечные
динамические энергоустановки еще не используются в космосе,
уже существуюет мощная технологическая база, разработанная
для применения в наземных и аэровоздушных условиях. В
качестве рабочего тела применяют толиен (органический цикл
Ранкина с температурой подачи в турбину 750F) или
гелий-ксенон ( цикл Брайтона с температурой подачи в турбину
1300F). Установки с органическим циклом Ранкина мощностью
от нескольких киловатт до нескольких сотен киловатт
используются в наземных условиях. Установки с циклом
Брайтона используются для электроснабжения систем управления
газовых турбин; многие из них имеют тысячи часов наработки.
В программе НАСА 1960 г. была испытана установка с рабочим
циклом Брайтона, которая тестировалась 50,000 часов. Эта же
установка затем была успешно испытана в вакуумной камере.
2.Проблемы проектирования линий электропередач.
Применение атомных энергетических установок связано
со многими проблемами . Однако, уже существует проект
ядерной космической электростанции SP - 100, которая
разрабатывается для обеспечения энергией пилотируемой
космической платформы LEO [2]. Для уменьшения воздействия на
астронавтов радиации, SP - 100 устанавливается на
расстояние 1 - 5 км от платформы. Преимущество этого метода
заключается в том, что значительно уменьшается масса
защитной оболочки реактора , а следовательно и общая масса
системы. Однако, при этом возникает проблема передачи
энергии от источника до платформы на расстояние от 1 до 5
км.
После термоэлектрического преобразования SP - 100
генерирует напряжение 200 В постоянного тока. Это достаточно
высокое напряжение, чем необходимое для большинства
потребителей космической платформы, но недостаточно высокое
для допустимой массы соединительного кабеля. Для уменьшения
необходимой массы соединительного кабеля необходимо
высоковольтное преобразование. В некоторых работах показано,
что возможно соединить SP - 100 с космической платформой с
помощью кабелей с коаксиальной оболочкой, которая служит
для полной изоляции проводника от космической плазмы.
Эта оболочка необходима, так как поведение космической
плазмы сильно зависит от напряженности электрического поля
вблизи проводника. Эксперимент SPEAR показал что возможно
оставить высоковольтный кабель незащищенным, и это не
приведет к разрыву проводника, но напряженность
электрического поля не должна превышать 400 В/см.
Напряженность электрического поля вблизи кабеля,
связывающего SP - 100 с космической платформой , будет
составлять 20 - 100 кВ/см.
Однако, при этом появляются новые проблемы :
коаксиальная оболочка имеет большую площадь поверхности, и,
Реферат опубликован: 21/02/2007