Budowa paneli słonecznych w kosmosie łatwa jak pstryknięcie palcami?
Przewiń do artykułu
Menu

Wyobraź sobie, że właśnie przeprowadziłeś się na księżyc. Z całej masy niewykorzystanych jeszcze nieruchomości na dom wybierasz sobie niebrzydką działkę z dala od kraterów, czy wygasłych wulkanów. Budowę na tej zakurzonej powierzchni zaczynasz od postawienia ścian, a następnie używasz urządzenia podobnego do drukarki do wydrukowania ogniw słonecznych, które wytworzą dla ciebie energię elektryczną. Gdy już skończysz, wejdziesz do środka, zgasisz światła i zasłonisz żaluzje, żeby zablokować dojście Słońcu, które przez kolejnych 14 ziemskich dni będzie widoczne na horyzoncie.

W przyszłości ta wyimaginowana scena może stać się rzeczywistością. Dzięki programowi Artemis pierwsza kobieta i kolejny już mężczyzna staną na Księżycu do 2024 roku, a NASA rozpocznie zrównoważoną eksplorację kosmosu we współpracy z partnerami handlowymi i międzynarodowymi do 2028 roku. Długofalowym celem tego działania jest wykorzystanie wiedzy zdobytej na Księżycu do przygotowania się na kolejny gigantyczny skok – wysłanie astronautów na Marsa.

To ambitna misja. Stworzenie środowiska, które pozwoli nam na długotrwałą obecność na innej planecie, jest nie lada wyzwaniem. Dlatego właśnie, aby stało się to możliwe, naukowcy z NASA Glenn Research Center w Cleveland pracują nad nową technologią. Swoją pracę zaczynają od ogniw słonecznych, które mogłyby zasilić siedliska na Księżycu.


 

Przeczytaj także: Wynalazki zasilane energią słoneczną. Czy zdobędą popularność?

 


Inżynierowie Lyndsey McMillon-Brown i Timothy Peshek prowadzą projekt, w którym testują perowskitowe ogniwa słoneczne – najprawdopodobniej staną się one alternatywą dla ogniw krzemowych, które obecnie są wykorzystywane w kosmosie. Materiał ten jest stosunkowo nowym odkryciem, a technologia solarna może czerpać z niego wiele korzyści. Perowskit jest nie tylko niesamowitym przewodnikiem energii elektrycznej, lecz także cechuje się tym, że w przeciwieństwie do paneli krzemowych, które trzeba zbudować na ziemi, a później jakoś wysłać w kosmos, można go przetransportować w postaci cieczy, a dopiero później nadrukować na panelach na Księżycu czy Marsie.

Inżynierowie Lyndsey McMillon-Brown i Timothy Peshek prowadzą badania nad perowskitem – materiałem, który może wyprodukować wystarczającą ilość mocy, aby zasilić siedliska na Księżycu. Projekt został wybrany przez Dyrekcję ds. Misji Technologii Kosmicznych NASA jako Early Career Initiative. Dyrekcja ta wspiera małe zespoły kierowane przez pracowników NASA na wczesnych etapach karier, którzy pracują nad najważniejszymi wyzwaniami, z którymi mierzy się agencja. Własność: NASA.


“To process w ciągłym ruchu”, mówi McMillon-Brown. „Perowskit jest tak wszechstronny, jak nic z czym pracowaliśmy do tej pory. W krótkim okresie nastąpił znaczny postęp w zakresie jego wydajności i zachowania. Zauważyliśmy ogromny rozwój w tej dziedzinie."

Jeden litr roztworu w zupełności wystarczyłby, aby wytworzyć megawat energii słonecznej, a to o wiele więcej niż potrzeba do zasilenia Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (MSK). Jednak perowskit to tylko część tego, co sprawia, że naukowcy z Glenn są tak podekscytowani projektem; drugą częścią jest nowa metoda składania ogniw zwana elektrorozpylaniem, którą opracowali naukowcy z University of California w Merced.

Elektrorozpylanie działa na zasadzie drukarki atramentowej, co sprawia że montaż jest łatwy, szybki i wydajny. Do rozprowadzenia roztworu potrzebna jest jedynie niewielka dysza, za pomocą której na podłoże pełniące funkcję panelu można nanieść warstwę perowskitu 250 razy cieńszą niż ludzki włos.

„Drukując ogniwa słoneczne w kosmosie, nie musisz martwić się, że wystrzelenie rakiety zniszczy je lub ich konstrukcję”, mówi Peshek. „Ich wydajność jest skondensowana i zależy od wielkości przestrzeni, jaką zajmują”.


 

Przeczytaj także: Czy panele działają nocą i w pochmurne dni?

 


Z racji tego, że perowskit to w zasadzie sól, jego największą wadą jest to, że nie radzi sobie z wilgocią. To powoduje, że zastosowanie tego materiału na Ziemi jest nie lada wyzwaniem i wielu badaczy próbując pokonać tę trudność, pokrywając go warstwą plastiku. A ponieważ w warunkach panujących na Księżycu, czy Marsie wilgoć nie stanowi problemu naukowcy chcą przetestować działanie i zachowanie perowskitu w kosmosie.

Mimo, że badania wciąż są na wczesnym etapie i wciąż istnieje wiele niewiadomych, naukowcy z Glenn rozpoczynają loty testowe, aby sprawdzić jak substancja radzi sobie w trudnych warunkach. Perowskity mają dotrzeć do Międzynarodowej Stacji Kosmicznej w ramach Eksperymentu Międzynarodowej Stacji Kosmicznej 13 (MISSE 13), który bada skutki długotrwałego narażenia materiałów na trudne warunki kosmiczne. Kolejne testy nad materiałem zostaną przeprowadzone w ciągu najbliższych dwóch lat.

“Praca nad technologią drukowania ogniw słonecznych na Księżycu w tym samym czasie, co praca nad misją powrotną na Księżyc jest naprawdę ekscytująca”, mówi McMillon-Brown. „Jeśli w ciągu najbliższych dwóch lat projekt się powiedzie, to całkiem możliwe, że w ciągu kolejnych 4-8 lat będziemy w stanie przedstawić go urzędując już na Księżycu. To bardzo prawdziwe i bardzo możliwe."

McMillon-Brown mierząca próbkę ogniwa perowskitu w laboratoryjnym symulatorze światła słonecznego w Glenn Research Center. własność: NASA.


Źródło:

Grafika:

 
Planergia poleca:
Autor artykułu:
planergia

Czym się zajmujemy? Łączymy z energią... Odnawialne źródła energii, energooszczędne budownictwo, termomodernizacja i skuteczna walka z niską emisją - u nas znajdziesz wszystko, co potrzbne aby sprawnie, bezpiecznie i efektywnie przeprowadzić i sfinansować swoją inwestycję. Planergia Informacje, Technologie i Finanse są dla Ciebie!

info@planergia.pl