세계

Caltech 팀은 세계 최초의 우주 기반 무선 전력 전송을 축하하고 있으며 처음으로 감지 가능한 수준의 전력이 지구로 전송되었습니다. 우주 태양광 발전 프로젝트(SSPP)는 거대한 궤도 청정 에너지 자원을 확보하는 것을 목표로 합니다.

우주 기반 태양광은 지구의 청정 에너지 문제를 많이 해결할 수 있습니다. 궤도형 태양광 설비는 연중무휴 24시간 햇빛을 수확할 수 있으며, 대기나 기상 조건에 영향을 받지 않고 좋은 물질도 얻을 수 있습니다. 이론적으로 우주의 태양광 잠재력은 지구상의 태양광 패널보다 평방미터당 8배 더 좋습니다.

따라서 몇몇 그룹은 엄청나게 어려운 도전에도 불구하고 일을 시작하려고 시도하고 있습니다. 그 중 하나는 사용 가능한 어레이의 크기입니다. 작년 10월에 이 궤도 프로토타입이 출시되기 직전에 우리가 지적한 것처럼요. 상업적으로 관련된 우주 태양 전지 어레이의 최종 크기는 약 9평방 킬로미터(3.5평방 마일)가 될 수 있으며, 표면으로 전송되는 에너지를 포착하기 위해 유사한 대규모 수신기 어레이가 지구에 설치되어 있습니다.

이를 위해서는 Caltech 팀이 작업 중인 영리하고 초경량 자체 전개 모듈형 어레이를 사용하더라도 최대 39개의 우주 발사가 필요할 수 있습니다. 이것은 출시 시 약 입방미터(~35cuft)의 일련의 모듈을 특징으로 하지만 한쪽에 태양 전지가 있고 무선 전력이 있는 측면당 약 50m(164ft)의 거대하고 평평한 사각형으로 펼쳐질 수 있습니다. 다른 쪽의 송신기.

물론 작년에 이 프로젝트에 관해 글을 쓸 때 논의한 것처럼 우주 발사 비용은 저렴하지 않으므로 경제성도 어려워 보입니다. 균등화 에너지 비용(LCoE)은 kWh당 US$1-2 사이가 될 것으로 예측됩니다. 미국 전기 소매가의 거의 6배에 달합니다.

그럼에도 불구하고 이 프로젝트는 Irvine Company 회장인 Donald Bren의 미화 1억 달러 이상의 기부에 힘입어 본격적으로 추진되고 있습니다. 그리고 이제 첫 번째 단계 궤도 프로토타입 테스트 결과가 발표되었습니다.

50kg(110lb) 우주 태양광 발전 실증기(SSPD-1)는 올해 1월 3일 Momentus Vigoride 우주선에 탑재되어 SpaceX 로켓에 의해 저궤도로 보내졌습니다. 이는 세 가지 시스템을 테스트하도록 설계되었습니다. DOLCE 모듈은 SSPP 팀이 대규모 어레이에서 사용하기를 원하는 경량 접이식 구조의 설계 및 배포 메커니즘을 테스트하도록 설계되었습니다. 아직 전개가 시작되지 않았습니다. ALBA 모듈은 우주에서 가장 효과적인 태양전지 설계를 확인하기 위해 다양한 태양전지 설계를 테스트하기 위해 존재했으며 이러한 테스트는 현재 진행 중입니다.

그리고 MAPLE(Microwave Array for Power-transfer Low-Orbit Experiment) 모듈은 순수하게 태양 에너지를 받아 지구로 다시 보내는 무선 전력 빔 기술의 초기 단계 검증을 위해 설계되었으며, 지상의 수신국을 정확하게 겨냥합니다. 송신기에 움직이는 부품이 없습니다.

이 MAPLE 테스트 시퀀스의 일부에는 송신기 어레이가 송신기에서 약 1피트(~30cm) 떨어진 두 개의 서로 다른 수신기 어레이에 전력을 보내는 단거리 전력 빔 시연이 포함되었습니다. 이는 우주의 가혹한 온도와 방사선 환경에서 위상 조작과 파동 간의 보강/상쇄 간섭만을 사용하여 빔을 정확하게 지향시키는 팀의 빔 조정 기술을 검증할 수 있는 기회였습니다. 그리고 당연히 팀은 각 수신기의 작은 LED를 마음대로 켤 수 있었습니다.

SSPP 팀의 공동 책임자이자 브렌 전기 공학 및 의료 공학 교수인 알리 하지미리(Ali Hajimiri)는 "우리가 아는 한, 값비싼 견고한 구조를 사용해도 우주에서 무선 에너지 전송을 시연한 사람은 아무도 없습니다."라고 말했습니다. "우리는 유연한 경량 구조와 자체 집적 회로를 사용하여 이를 수행하고 있습니다. 이것은 최초입니다."

MAPLE 장치에는 Caltech Pasadena의 엔지니어링 연구실 지붕에 있는 수신기 장치를 겨냥하여 송신기 어레이가 에너지를 지구로 직접 전송할 수 있는 작은 창이 있습니다. 그리고 이번에도 이 실험은 성공적이었습니다. 파워 빔은 예상 시간과 주파수로 지상국에서 감지되었으며, 이동 거리를 기반으로 정확한 주파수 편이가 예측되었습니다.