अंतरिक्ष स्टेशन पर सौर पैनल कैसे लगाए जाते हैं। बाहरी अंतरिक्ष में सौर पैनल

ISS . पर सौर सरणी

सौर बैटरी - कई संयुक्त फोटोइलेक्ट्रिक कन्वर्टर्स (फोटोकेल्स) - अर्धचालक उपकरण जो सौर ऊर्जा को सीधे विद्युत प्रवाह में परिवर्तित करते हैं, इसके विपरीत सौर संग्राहक, गर्मी हस्तांतरण सामग्री के हीटिंग का उत्पादन।

विभिन्न उपकरण जो सौर विकिरण को तापीय और विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करने की अनुमति देते हैं, वे सौर ऊर्जा में अनुसंधान का विषय हैं (ग्रीक हेलिओस , हेलिओस - से)। फोटोवोल्टिक कोशिकाओं और सौर संग्राहकों का उत्पादन विभिन्न दिशाओं में विकसित हो रहा है। सौर पेनल्सवे विभिन्न आकारों में आते हैं, बिल्ट-इन कैलकुलेटर से लेकर कारों और इमारतों की छतों पर कब्जा करने तक।

कहानी

सौर कोशिकाओं के पहले प्रोटोटाइप अर्मेनियाई मूल के इतालवी फोटोकैमिस्ट जियाकोमो लुइगी चामिचन द्वारा बनाए गए थे।

25 अप्रैल, 1954, बेल लेबोरेटरीज ने उत्पादन करने के लिए पहली सिलिकॉन-आधारित सौर कोशिकाओं के निर्माण की घोषणा की विद्युत प्रवाह. यह खोज कंपनी के तीन कर्मचारियों - केल्विन साउथर फुलर, डेरिल चैपिन और गेराल्ड पियर्सन द्वारा की गई थी। पहले से ही 4 साल बाद, 17 मार्च, 1958 को, सौर पैनलों के साथ पहला, मोहरा 1, संयुक्त राज्य अमेरिका में लॉन्च किया गया था। कुछ महीने बाद, 15 मई, 1958 को, स्पुतनिक -3 को यूएसएसआर में भी लॉन्च किया गया था, जिसका उपयोग करते हुए भी किया गया था। सौर पेनल्स।

अंतरिक्ष में उपयोग करें

सौर पैनल प्राप्त करने के मुख्य तरीकों में से एक हैं विद्युतीय ऊर्जापर: वे काम करते हैं लंबे समय तककिसी भी सामग्री की खपत के बिना, और साथ ही वे पर्यावरण के अनुकूल हैं, परमाणु के विपरीत और।

हालांकि, जब सूर्य से (कक्षा से परे) एक बड़ी दूरी पर उड़ते हैं, तो उनका उपयोग समस्याग्रस्त हो जाता है, क्योंकि प्रवाह सौर ऊर्जासूर्य से दूरी के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती होता है। उड़ान भरते समय तथा , इसके विपरीत, सौर बैटरी की शक्ति काफी बढ़ जाती है (शुक्र के क्षेत्र में 2 गुना, बुध के क्षेत्र में 6 गुना)।

फोटोकल्स और मॉड्यूल की क्षमता

वायुमंडल (AM0) के प्रवेश द्वार पर सौर विकिरण के प्रवाह की शक्ति लगभग 1366 वाट प्रति . है वर्ग मीटर(AM1, AM1.5, AM1.5G, AM1.5D भी देखें)। इसी समय, यूरोप में बहुत बादल वाले मौसम में, यहां तक ​​कि दिन के दौरान भी सौर विकिरण की विशिष्ट शक्ति 100 W/m² से कम हो सकती है। व्यावसायिक रूप से उत्पादित आम सौर पैनलों की मदद से इस ऊर्जा को 9-24% की दक्षता के साथ बिजली में परिवर्तित करना संभव है। इस मामले में, बैटरी की कीमत लगभग 1-3 अमेरिकी डॉलर प्रति वाट रेटेड शक्ति होगी। फोटोवोल्टिक कोशिकाओं का उपयोग करके बिजली के औद्योगिक उत्पादन के साथ, प्रति kWh की कीमत 0.25 USD होगी। यूरोपीय फोटोवोल्टिक एसोसिएशन (EPIA) के अनुसार, 2020 तक "सौर" सिस्टम द्वारा उत्पन्न बिजली की लागत घटकर 0.10 € प्रति kWh से कम हो जाएगी। औद्योगिक प्रतिष्ठानों के लिए ज और आवासीय भवनों में प्रतिष्ठानों के लिए 0.15 € प्रति kWh से कम।

2009 में स्पेक्ट्रोलैब (बोइंग की एक सहायक कंपनी) ने 41.6% की दक्षता के साथ एक सौर सेल का प्रदर्शन किया। जनवरी 2011 में, इस कंपनी को 39% की दक्षता के साथ सौर सेल बाजार में प्रवेश करने की उम्मीद थी। 2011 में, कैलिफ़ोर्निया स्थित सोलर जंक्शन ने 5.5x5.5 मिमी फोटोकेल के लिए 43.5% की दक्षता हासिल की, जो पिछले रिकॉर्ड से 1.2% अधिक है।

2012 में, मॉर्गन सोलर ने पॉलीमेथाइल मेथैक्रिलेट (प्लेक्सीग्लस), जर्मेनियम और गैलियम आर्सेनाइड से सन सिम्बा सिस्टम बनाया, जिसमें एक पैनल के साथ एक सांद्रक का संयोजन होता है, जिस पर एक फोटोकेल लगाया जाता है। पैनल की एक निश्चित स्थिति पर सिस्टम की दक्षता 26-30% (मौसम और सूर्य के कोण के आधार पर) क्रिस्टलीय सिलिकॉन पर आधारित सौर कोशिकाओं की व्यावहारिक दक्षता से दोगुनी थी।

2013 में, शार्प ने 44.4% की दक्षता के साथ एक तीन-परत 4x4 मिमी इंडियम-गैलियम-आर्सेनाइड फोटोकेल बनाया, और सौर ऊर्जा प्रणालियों के लिए फ्राउनहोफर इंस्टीट्यूट, सोइटेक, सीईए-लेटी और हेल्महोल्ट्ज़ सेंटर बर्लिन के विशेषज्ञों के एक समूह ने एक बनाया। 44.7% की दक्षता के साथ फ्रेस्नेल लेंस का उपयोग करते हुए फोटोकेल, 43.6% की अपनी उपलब्धि को पार करते हुए। 2014 में, फ्राउनहोफर इंस्टीट्यूट फॉर सोलर एनर्जी सिस्टम्स ने सौर सेल बनाए, जिसमें, एक बहुत छोटे फोटोकेल पर प्रकाश के फोकस के कारण, दक्षता 46% थी।

2014 में, स्पेनिश वैज्ञानिकों ने एक सिलिकॉन फोटोवोल्टिक सेल विकसित किया जो परिवर्तित करने में सक्षम है अवरक्त विकिरणसूरज।

एक आशाजनक दिशा प्रकाश द्वारा (यानी, 200-300 एनएम के क्रम में) एक छोटे आकार के एंटीना (200-300 एनएम के क्रम में) में प्रेरित धाराओं के प्रत्यक्ष सुधार पर काम कर रहे नैनोएंटेना पर आधारित फोटोकल्स का निर्माण है। विद्युत चुम्बकीय विकिरण 500 THz के क्रम की आवृत्तियाँ)। Nanoantennas को उत्पादन के लिए महंगे कच्चे माल की आवश्यकता नहीं होती है और इसकी क्षमता 85% तक होती है।

फोटोकल्स और मॉड्यूल की अधिकतम दक्षता मान,
प्रयोगशाला में हासिल किया

प्रकार	फोटोइलेक्ट्रिक रूपांतरण कारक,%
सिलिकॉन
सी (क्रिस्टलीय)	24,7
सी (पॉलीक्रिस्टलाइन)	20,3
सी (पतली फिल्म स्थानांतरण)	16,6
सी (पतली फिल्म सबमॉड्यूल)	10,4
III-V
GaAs (क्रिस्टलीय)	25,1
GaAs (पतली फिल्म)	24,5
GaAs (पॉलीक्रिस्टलाइन)	18,2
आईएनपी (क्रिस्टलीय)	21,9
चाकोजेनाइड्स की पतली फिल्में
सीआईजीएस (फोटोकेल)	19,9
सीआईजीएस (सबमॉड्यूल)	16,6
सीडीटीई (फोटोकेल)	16,5
अनाकार / नैनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन
सी (अनाकार)	9,5
सी (नैनोक्रिस्टलाइन)	10,1
रसायनिक
जैविक रंगों पर आधारित	10,4
कार्बनिक रंगों पर आधारित (सबमॉड्यूल)	7,9
कार्बनिक
कार्बनिक बहुलक	5,15
बहुपरत
GaInP/GaAs/Ge	32,0
GainP/GaAs	30,3
GaAs/CIS (पतली फिल्म)	25,8
ए-सी/एमसी-सी (पतला सबमॉड्यूल)	11,7

सौर कोशिकाओं की दक्षता को प्रभावित करने वाले कारक

फोटोकल्स की संरचना की विशेषताएं बढ़ते तापमान के साथ पैनलों के प्रदर्शन में कमी का कारण बनती हैं।

एक फोटोवोल्टिक पैनल की ऑपरेटिंग विशेषता से, यह देखा जा सकता है कि सबसे बड़ी दक्षता प्राप्त करने के लिए, सही चयनभार प्रतिरोध। ऐसा करने के लिए, फोटोवोल्टिक पैनल सीधे लोड से जुड़े नहीं होते हैं, लेकिन एक फोटोवोल्टिक सिस्टम प्रबंधन नियंत्रक का उपयोग करते हैं जो पैनलों के इष्टतम संचालन को सुनिश्चित करता है।

उत्पादन

बहुत बार, एकल फोटोकल्स पर्याप्त शक्ति का उत्पादन नहीं करते हैं। इसलिए, एक निश्चित संख्या में फोटोवोल्टिक कोशिकाओं को तथाकथित फोटोवोल्टिक सौर मॉड्यूल में जोड़ा जाता है और कांच की प्लेटों के बीच एक सुदृढीकरण लगाया जाता है। यह असेंबली पूरी तरह से स्वचालित हो सकती है।


हम सीएसई को कहां रखेंगे? जीएसओ पर सबसे अधिक संभावना है। अन्य कक्षाओं में, आपको या तो पूरे ग्रह में रिसीवर स्थापित करने होंगे, या बैटरी का एक गुच्छा अपने साथ रखना होगा।

हम अभी कल्पना नहीं करेंगे, लेकिन हम उपलब्ध संभावनाओं से निपटेंगे

प्लासेत्स्क कोस्मोड्रोम से अंगारा प्रक्षेपण यान 3-4 टन जीएसओ तक ले जाएगा। आप उनमें क्या डाल सकते हैं? लगभग 100 वर्ग सौर पैनल। सूर्य पर निरंतर ध्यान और 20 प्रतिशत की दक्षता के साथ, आप प्रति वर्ग 300 वाट निचोड़ सकते हैं। मान लीजिए कि वे प्रति वर्ष 5% की दर से गिरावट करते हैं (मुझे आशा है कि यह किसी को आश्चर्यचकित नहीं करेगा कि सौर पेनल्सअंतरिक्ष में विकिरण, सूक्ष्म उल्कापिंड, आदि से बिगड़ते हैं)।
आइए गिनें: (100*300*24*365*20)/2=2,628,000,000 Wh.
समस्या के पूर्ण पैमाने का एहसास करने के लिए, इन मेगावाट को बिना नुकसान के पृथ्वी पर आने दें। शक्ति प्रेरणा देती है, लेकिन क्या होगा अगर हम कहीं उड़ नहीं रहे हैं। 300 टन केरोसिन उपलब्ध है। मिट्टी का तेल लगभग गैसोलीन है। वह एक और धारणा बनाता है और एक पारंपरिक गैस जनरेटर (50 लीटर प्रति घंटे के लिए 200 किलोवाट) लेता है।
200000*300000/50=1 200 000 000 Wh
क्या होता है: हम रॉकेट से गैसोलीन निकालते हैं और हमें आधी शक्ति पहले ही मिल जाती है।
एक और अर्ध-रॉकेट पर तरल ऑक्सीजन का कब्जा है। मैं गर्मी क्षमता के माध्यम से शीतलन और द्रवीकरण की गणना करना चाहता था, लेकिन फिर मुझे इंटरनेट पर 8200 रूबल प्रति टन तरल ऑक्सीजन की कीमत मिली। चूंकि हमें लागत मूल्य में व्यावहारिक रूप से एक बिजली मिलती है (इसे प्रति किलोवाट 2 रूबल होने दें):
300*8200*1000/2= 1 230 000 000 Wh
वाह, सेकेंड हाफ। पहले से ही 0% दक्षता। हमने अभी तक रॉकेट की गिनती नहीं की है।

लेकिन हम कक्षा में एक तरह के पेलोड लांचर का आविष्कार करेंगे

यही है, हम किसी तरह गतिज ऊर्जा के पैनल को 10 किमी / सेकंड के रूप में सूचित करेंगे:
3000 * 10000 2 / 2 \u003d 150000000000 जे \u003d 41,700,000 क
ऐसा लगता है कि 5000% की दक्षता है, लेकिन कुछ समस्याएं हैं:
- यह संभावना नहीं है कि किसी वस्तु को काफी ऊंचा फेंका जाएगा, इसलिए द्रव्यमान और ऊर्जा का हिस्सा वातावरण पर काबू पाने में खर्च किया जाना चाहिए;
- सब कुछ जो पृथ्वी से बैलिस्टिक के नियमों के अनुसार पृथ्वी पर फेंक दिया जाता है और वापस आ जाएगा, अर्थात द्रव्यमान का एक और हिस्सा पेरिगी के उदय में जाएगा।
एक टन को थर्मल प्रोटेक्शन पर जाने दें। आइए कक्षा परिवर्तन की गणना करें:
ΔV=रूट((3.986ּ10 14/42000000)(1+2*6000000/(6000000+42000000)))=3441 मी/से
सबसे अच्छे इंजन 4500 का आवेग देते हैं। हम Tsiolkovsky सूत्र लेते हैं:
एम फाइनल =2000/एक्सप(4500/3500)=572 किग्रा
और चलो इलेक्ट्रिक रॉकेट इंजन लेते हैं, गति 10 गुना अधिक है और हमारे पास पैनल हैं।हां, लेकिन पैनलों की उपलब्ध शक्ति के साथ, जोर मिलीन्यूटन होगा, और संक्रमण में वर्षों लगेंगे। और हमारे पास उतरने से पहले केवल कुछ घंटे हैं।
नतीजतन: माइनस इंजन, टैंक, ओवरलोड - यह अच्छा है अगर हमें समान राशि मिलती है।

और चलो लिफ्ट पर पैनल उठाते हैं

कुल मिलाकर विचार अच्छा है। यदि हम भार को केवल ऊँचाई तक उठाते हैं, तो हम स्थितिज ऊर्जा में परिवर्तन पर विचार करते हैं:
3000*9.81*36000000/3600 = 294300000 Wh
कार्गो को कैसे सूचित करें? विद्युत संचरण विकल्प:
- लिफ्ट से ही। 36,000 किमी लंबे कंडक्टर के नुकसान और द्रव्यमान की कल्पना करना मुश्किल नहीं है। मैं खुद एक लिफ्ट बनाना चाहता हूं।
- लेजर द्वारा - परिवर्तन के लिए द्रव्यमान का एक महत्वपूर्ण हिस्सा घटा।
- पारंपरिक तरीके से एक निश्चित संख्या में पैनल वितरित करें और फिर बाकी को एक स्ट्रिंग पर मुफ्त में उठाएं। एक मेगावाट बिजली के लिए 3 किमी2 पैनल की आवश्यकता होती है। ऐसे में कार्गो उठाने में दो हफ्ते लगेंगे। वे। हम एक साल में उतना ही मेगावाट बढ़ाएंगे।

अन्य कठिनाइयाँ

किलोमीटर के पैनल के साथ स्वतंत्र रूप से संचालन और अंतरिक्ष में सौर ऊर्जा प्राप्त करने की दक्षता, दुर्लभ लेखक बताते हैं कि वे पैनल को सूर्य की ओर कैसे उन्मुख करने जा रहे हैं। GSO केवल पृथ्वी के सापेक्ष स्थिर है। तदनुसार, हमें तंत्र, ईंधन की आवश्यकता है।
हमें पृथ्वी पर कन्वर्टर्स, कीपर्स, रिसीवर्स की भी जरूरत है। क्या भूमध्य रेखा पर कई उपभोक्ता हैं? गेंद के आधे हिस्से के माध्यम से उच्च वोल्टेज लाइनें। यदि यह सब कार्य पूरा करने की गैर-100% संभावना से गुणा किया जाता है, तो सवाल यह है कि इसे कौन कर सकता है?

जाँच - परिणाम:

- मौजूदा प्रौद्योगिकियों के साथ, अंतरिक्ष सौर ऊर्जा स्टेशन का निर्माण करना लाभहीन है।
- भले ही आप अंतरिक्ष लिफ्ट पर सब कुछ उठा लें, निर्माण पूरा होने तक, यह सवाल उठेगा कि असफल पैनलों का निपटान कैसे किया जाए।
- आप पृथ्वी पर एक क्षुद्रग्रह फिट कर सकते हैं और उसके पैनल बना सकते हैं। कुछ मुझे बताता है कि जब तक हम ऐसा कर सकते हैं, तब तक पृथ्वी पर ऊर्जा संचारित करने की कोई आवश्यकता नहीं होगी।

हालांकि, आग के बिना कोई धुआं नहीं है। और प्रतीत होने वाले शांतिपूर्ण इरादों के तहत, पूरी तरह से अलग लोगों को छिपाया जा सकता है।
उदाहरण के लिए, एक लड़ाकू अंतरिक्ष स्टेशन का निर्माण परिमाण के आदेश सरल और अधिक कुशल है:
- कक्षा को कम चुना जा सकता है और चुना जाना चाहिए;
- रिसीवर में 100% हिट वैकल्पिक है;
- स्टार्ट बटन दबाने से लेकर टारगेट हिट करने तक का बहुत कम समय;
- क्षेत्र का कोई प्रदूषण नहीं।

यहाँ निष्कर्ष हैं। शायद गणना में त्रुटियां हैं। हमेशा की तरह, मैं पाठकों को उन्हें ठीक करने के लिए आमंत्रित करता हूं।

साठ साल से भी पहले, व्यावहारिक सौर ऊर्जा उत्पादन का युग शुरू हुआ। 1954 में, तीन अमेरिकी वैज्ञानिकों ने दुनिया को सिलिकॉन पर आधारित पहली सौर कोशिकाओं से परिचित कराया। मुफ्त बिजली प्राप्त करने की संभावना बहुत जल्दी महसूस की गई, और अग्रणी वैज्ञानिक केंद्रदुनिया भर में सौर ऊर्जा संयंत्रों के निर्माण पर काम करना शुरू कर दिया। सौर पैनलों का पहला "उपभोक्ता" अंतरिक्ष उद्योग था। यह यहाँ था, जैसा कि कहीं और नहीं था, उन्हें अक्षय ऊर्जा स्रोतों की आवश्यकता थी, क्योंकि उपग्रहों पर ऑन-बोर्ड बैटरी जल्दी से उनके संसाधनों से बाहर हो गई थी।

और ठीक चार साल बाद, अंतरिक्ष में सौर पैनलों ने अनिश्चितकालीन कार्य शिफ्ट किया। मार्च 1958 में, अमेरिका ने सौर ऊर्जा से चलने वाला उपग्रह लॉन्च किया। दो महीने से भी कम समय के बाद, 15 मई, 1958 को, सोवियत संघ ने स्पुतनिक -3 को बोर्ड पर सौर पैनलों के साथ पृथ्वी के चारों ओर एक अण्डाकार कक्षा में लॉन्च किया।

अंतरिक्ष में पहला घरेलू सौर ऊर्जा संयंत्र

स्पुतनिक 3 के नीचे और धनुष में सिलिकॉन सौर पैनल स्थापित किए गए थे। इस व्यवस्था ने सूर्य के सापेक्ष कक्षा में उपग्रह की स्थिति की परवाह किए बिना लगभग लगातार अतिरिक्त बिजली प्राप्त करना संभव बना दिया।

तीसरा कृत्रिम उपग्रह। सौर पैनल स्पष्ट रूप से दिखाई देता है

ऑनबोर्ड स्टोरेज बैटरियों ने 20 दिनों में अपने संसाधन को समाप्त कर दिया, और 3 जून, 1958 को, उपग्रह पर स्थापित अधिकांश उपकरण डी-एनर्जेट हो गए। हालाँकि, सूर्य के विकिरण का अध्ययन करने के लिए उपकरण, पृथ्वी पर प्राप्त जानकारी भेजने वाले रेडियो ट्रांसमीटर और रेडियो बीकन ने काम करना जारी रखा। ऑन-बोर्ड बैटरियों की कमी के बाद, ये उपकरण सौर पैनलों से पूरी तरह से बिजली में बदल गए। रेडियो बीकन ने लगभग 1960 में पृथ्वी के वायुमंडल में उपग्रह के जलने तक काम किया।

घरेलू अंतरिक्ष फोटोवोल्टिक का विकास

डिजाइनरों ने पहले लॉन्च वाहनों के डिजाइन चरण में भी अंतरिक्ष यान की बिजली आपूर्ति के बारे में सोचा। आखिरकार, बैटरियों को अंतरिक्ष में नहीं बदला जा सकता है, जिसका अर्थ है कि अंतरिक्ष यान का जीवन केवल ऑनबोर्ड बैटरी की क्षमता से निर्धारित होता है। पहले और दूसरे कृत्रिम पृथ्वी उपग्रह केवल ऑनबोर्ड बैटरी से लैस थे, जो ऑपरेशन के कुछ हफ्तों के बाद समाप्त हो गए थे। तीसरे उपग्रह से शुरू होकर, बाद के सभी अंतरिक्ष यान सौर पैनलों से लैस थे।

अंतरिक्ष सौर ऊर्जा संयंत्रों का मुख्य विकासकर्ता और निर्माता अनुसंधान और उत्पादन उद्यम "क्वांट" था। लगभग सभी घरेलू अंतरिक्ष यान पर "क्वांटम" के सौर पैनल स्थापित हैं। प्रारंभ में, यह सिलिकॉन सौर सेल थे। उनकी शक्ति दिए गए आयामों और वजन दोनों से सीमित थी। लेकिन तब क्वांट वैज्ञानिकों ने पूरी तरह से नए अर्धचालक - गैलियम आर्सेनाइड (GaAs) के आधार पर दुनिया की पहली सौर कोशिकाओं का विकास और निर्माण किया।

इसके अलावा, बिल्कुल नए हीलियम पैनल उत्पादन में लगाए गए, जिनका दुनिया में कोई एनालॉग नहीं था। यह नवीनता एक जाल या स्ट्रिंग संरचना वाले सब्सट्रेट पर उच्च-प्रदर्शन वाले हीलियम पैनल थे।

जाल और स्ट्रिंग बैकिंग के साथ हीलियम पैनल

दो-तरफा संवेदनशीलता वाले सिलिकॉन हीलियम पैनल विशेष रूप से कम कक्षाओं वाले अंतरिक्ष यान पर स्थापना के लिए डिज़ाइन और निर्मित किए गए थे। उदाहरण के लिए, अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन (ज़्वेज़्दा अंतरिक्ष यान) के रूसी खंड के लिए, दो तरफा संवेदनशीलता वाले सिलिकॉन-आधारित पैनल निर्मित किए गए थे, और एक पैनल का क्षेत्र 72 वर्ग मीटर था।

ज़्वेज़्दा अंतरिक्ष यान की सौर बैटरी

अनाकार सिलिकॉन-आधारित लचीली सौर कोशिकाओं को भी विकसित किया गया और उत्कृष्ट वजन-से-वजन अनुपात के साथ उत्पादन में लगाया गया: केवल 400 ग्राम / मी² वजन, इन बैटरियों ने 220 डब्ल्यू / किग्रा की दर से बिजली उत्पन्न की।

अनाकार सिलिकॉन पर आधारित लचीली हीलियम बैटरी

सौर कोशिकाओं की दक्षता बढ़ाने के लिए, जमीन पर आधारित अनुसंधान और परीक्षण बड़े पैमाने पर किए गए, जिससे हीलियम पैनलों पर बिग स्पेस के नकारात्मक प्रभावों का पता चला। इसने 15 साल तक के सक्रिय संचालन की अवधि के साथ विभिन्न प्रकार के अंतरिक्ष यान के लिए सौर बैटरी के निर्माण के लिए आगे बढ़ना संभव बना दिया।

वीनस मिशन का अंतरिक्ष यान

नवंबर 1965 में, चार दिनों के अंतराल के साथ, दो अंतरिक्ष यान, वेनेरा -2 और वेनेरा -3, हमारे निकटतम पड़ोसी शुक्र के लिए प्रक्षेपित हुए। ये दो बिल्कुल समान अंतरिक्ष यान थे, जिनका मुख्य कार्य शुक्र पर उतरना था। दोनों अंतरिक्ष यान गैलियम आर्सेनाइड सौर सरणियों से लैस थे, जिन्होंने पिछले निकट-पृथ्वी वाहनों पर खुद को अच्छी तरह से साबित किया है। उड़ान के दौरान दोनों प्रोब के सभी उपकरण सुचारू रूप से काम करते रहे। 26 संचार सत्र वेनेरा -2 स्टेशन के साथ, 63 वेनेरा -3 स्टेशन के साथ किए गए। इस प्रकार, इस प्रकार की सौर बैटरी की उच्चतम विश्वसनीयता की पुष्टि की गई।

नियंत्रण उपकरण में विफलता के कारण, वेनेरा -2 के साथ संचार खो गया था, लेकिन वेनेरा -3 स्टेशन अपने रास्ते पर जारी रहा। दिसंबर 1965 के अंत में, पृथ्वी से आदेश पर, प्रक्षेपवक्र को सही किया गया था, और 1 मार्च, 1966 को स्टेशन शुक्र पर पहुंच गया।

इन दो स्टेशनों की उड़ान के परिणामस्वरूप प्राप्त आंकड़ों को एक नए मिशन की तैयारी में ध्यान में रखा गया था, और जून 1967 में वीनस के लिए एक नया स्वचालित स्टेशन वेनेरा -4 लॉन्च किया गया था। अपने दो पूर्ववर्तियों की तरह, यह 2.4 वर्ग मीटर के कुल क्षेत्रफल के साथ गैलियम आर्सेनाइड सौर पैनलों से सुसज्जित था। इन बैटरियों ने लगभग सभी उपकरणों के संचालन का समर्थन किया।

स्टेशन "वेनेरा -4"। नीचे - अवरोही वाहन

18 अक्टूबर, 1967 को, अवरोही वाहन के अलग होने और शुक्र के वातावरण में इसके प्रवेश के बाद, स्टेशन ने कक्षा में अपना काम जारी रखा, साथ ही अवतरण वाहन के रेडियो ट्रांसमीटर से पृथ्वी पर संकेतों के पुनरावर्तक के रूप में भी कार्य किया।

लूना मिशन का अंतरिक्ष यान

गैलियम आर्सेनाइड पर आधारित सौर पैनल लूनोखोद-1 और लूनोखोद-2 थे। दोनों उपकरणों के सौर पैनल हिंग वाले कवरों पर लगाए गए थे और संचालन की पूरी अवधि के लिए ईमानदारी से काम करते थे। इसके अलावा, लूनोखोद -1 पर, जिसके कार्यक्रम और संसाधन को एक महीने के काम के लिए डिज़ाइन किया गया था, बैटरी ने तीन महीने तक काम किया, जो नियोजित अवधि से तीन गुना अधिक था।

लूनोखोद-2 ने चांद की सतह पर सिर्फ चार महीने तक काम किया और 37 किलोमीटर की दूरी तय की। यह अभी भी काम कर सकता है यदि उपकरण के अधिक गरम होने के लिए नहीं। उपकरण ढीली मिट्टी के साथ एक ताजा गड्ढे में गिर गया। मैंने काफी देर तक स्किड किया, लेकिन अंत में मैं रिवर्स गियर में आउट हो पाया। जब वह छेद से बाहर निकला, तो सौर पैनलों के साथ कवर पर मिट्टी की एक छोटी मात्रा गिर गई। सेट को बनाए रखने के लिए थर्मल शासनफोल्ड-आउट सौर पैनलों को रात के लिए हार्डवेयर बे के शीर्ष कवर पर उतारा गया। क्रेटर से निकलने के बाद जब ढक्कन बंद किया गया तो उसमें से मिट्टी हार्डवेयर कंपार्टमेंट पर गिर गई, जो एक तरह का हीट इंसुलेटर बन गया। दिन के दौरान तापमान सौ डिग्री से ऊपर चला गया, उपकरण इसे बर्दाश्त नहीं कर सके और विफल हो गए।

नई अर्धचालक सामग्रियों का उपयोग करके सबसे उन्नत नैनो तकनीक का उपयोग करके निर्मित आधुनिक सौर पैनलों ने वजन में उल्लेखनीय कमी के साथ 35% तक दक्षता हासिल करना संभव बना दिया है। और ये नए हीलियम पैनल पृथ्वी के निकट की कक्षाओं और गहरे अंतरिक्ष दोनों में भेजे गए सभी उपकरणों पर ईमानदारी से काम करते हैं।

सौर पैनल अक्सर काफी होते हैं बड़े आकार, इसलिए ऐसी संपत्तियों को खोजना मुश्किल है जिन पर उन्हें रखा जा सकता है। एक स्विस कंपनी ने विकसित किया है नया दृष्टिकोणऔर इस समस्या को हल करने का एक तरीका खोजा। कंपनी नेउचटेल झील पर सौर पैनलों से ढका एक तैरता हुआ द्वीप लॉन्च कर रही है। 25 मीटर के व्यास वाले तीन नियोजित द्वीपों में से प्रत्येक 100 फोटोवोल्टिक पैनलों की मेजबानी करने में सक्षम होगा जो अगले 25 वर्षों में संचालित होंगे। द्वीपों का उपयोग अनुसंधान उद्देश्यों के लिए भी किया जाएगा।

पर हाल के समय में, शिपिंग कंपनियां सौर पैनलों को बोर्ड पर रखकर, गहन सौर ऊर्जा के उपयोग का तेजी से सहारा ले रही हैं। पहली बार किसी जहाज पर सौर पैनल 2010 में शंघाई में लगाए गए थे। जहाज एक विशाल सौर बैटरी से लैस था, जिसे पाल के रूप में बनाया गया था। टूरानोर प्लैनेटसोलर याच, जिसने हाल ही में सौर ऊर्जा का उपयोग करके दुनिया भर की यात्रा पूरी की है, उसी सिद्धांत के अनुसार बनाई गई थी।

आकाश में सौर पैनल

2013 बन गया रिकॉर्ड वर्षविमान के लिए ऊर्जा के स्रोत के रूप में सौर पैनलों के उपयोग पर। सोलर इंपल्स ने दुनिया का सबसे लंबा सौर ऊर्जा संचालित विमान विकसित किया है। इस गर्मी में विमान ने पूरे अमेरिका में उड़ान भरी।

बेशक, अभी तक केवल छोटे, मानव रहित विमान ही सौर ऊर्जा से उड़ान भर सकते हैं। सौर पैनल ड्रोन के डिजाइन की सुविधा प्रदान करते हैं, और उनके हवा में रहने के समय को बढ़ाते हैं।

हवा में सौर पैनलों के उपयोग का एक उदाहरण पहाड़ों में ऊंचा रखा गया एक लिफ्ट है, जो लोगों को सौर ऊर्जा का उपयोग करके पहाड़ की चोटी तक ले जाने में सक्षम है।

अंतरिक्ष में सौर पैनल

कार्नेगी मेलन यूनिवर्सिटी के शोधकर्ताओं ने एक प्रोटोटाइप एक्सप्लोरेशन रोवर बनाया है जिसे भविष्य में स्पेसएक्स रॉकेट पर चंद्रमा पर भेजने की योजना है। पोलारिस नाम का यह उपकरण पूरी तरह से सौर ऊर्जा से संचालित होता है। ध्रुवीय चंद्र अक्षांशों का अध्ययन करने के लिए पोलारिस का उपयोग किया जाएगा। रोवर विशेष सॉफ्टवेयर से लैस है जो इसे उपग्रह के गहरे क्षेत्रों में काम करने में मदद करेगा।

आपने भी शायद सुना होगा बड़ी संख्या मेंकक्षा में अंतरिक्ष का मलबा। यह एक अच्छा विचार होगा कि इन उपग्रहों को पुनर्स्थापित किया जाए और उन्हें मरम्मत के लिए पृथ्वी पर लौटाया जाए और आगे की कक्षा में वापस लाया जाए। इस विचार ने नई सोलारा अवधारणा का आधार बनाया, एक सौर ऊर्जा से चलने वाला उपकरण जिसे निरंतर मरम्मत की आवश्यकता नहीं होती है। वायुमंडलीय उपग्रह टाइटन एयरोस्पेस द्वारा विकसित किया गया था। सोलारा लगातार पांच वर्षों तक वायुमंडल की सबसे ऊंची परतों में काम करने में सक्षम है।

नवीनतम और सबसे महत्वाकांक्षी आशा एक जापानी फर्म की एक परियोजना है जो चंद्रमा के भूमध्य रेखा के चारों ओर सौर सरणियों की एक सरणी बनाने की योजना बना रही है और फिर पृथ्वी पर वापस ऊर्जा की किरण को आग लगाती है। "रिंग ऑफ द मून" के निर्माण में लगभग 30 साल लगेंगे। कंपनी के विशेषज्ञों की मान्यताओं के अनुसार, चंद्र वलय 13,000 TW (टेरावाट) तक निरंतर ऊर्जा उत्पन्न करेगा।