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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA El principio de funcionamiento de las plantas de energía solar. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Fuentes alternativas de energía La radiación solar es una fuente de energía renovable y respetuosa con el medio ambiente. Las reservas de energía solar son enormes, la cantidad anual de energía que ingresa a la Tierra es de 1,05 * 1018 kWh, de los cuales 2 * 1017 kWh caen sobre la superficie terrestre. De esta cantidad de energía, se pueden utilizar 1,62 * 1016 kWh por año sin dañar el medio ambiente, lo que equivale a quemar 2 * 1012 toneladas de combustible de referencia (tep) por año. Esta última cifra es 60 veces superior a la previsión de producción de todo tipo de recursos energéticos en el mundo para 2020 (34,2 millones de tep). Sin embargo, el aprovechamiento de esta energía para la producción de electricidad a gran escala está asociado a grandes dificultades, siendo las principales la baja densidad de radiación solar en la superficie terrestre y el carácter intermitente de su recepción (horarios nocturnos, nubosidad, días nublados). Las formas conocidas de superar estos obstáculos son la creación de acumuladores de energía y sistemas combinados de energía solar-combustible o solar-nuclear, así como el uso de dispositivos de concentración de energía solar que aumentan su densidad. Desafortunadamente, estas soluciones no han sido ampliamente utilizadas, especialmente en países ubicados en latitudes altas, debido a su falta de competitividad con las centrales eléctricas tradicionales. Se podrían lograr resultados bastante diferentes abandonando las plantas de energía solar en tierra y colocándolas en órbita geosincrónica. La idea de una planta de energía solar espacial (SCES) fue formulada por primera vez en los EE. UU. por P.E. Glaser (R. E. Glaser) en 1968. Se propuso colocar paneles solares de alta potencia en órbita geosíncrona, equipados con convertidores de radiación electromagnética de CC a microondas (MW). La elección de una órbita geosíncrona (alrededor de 36 km) como ubicación del SCES asegura que la estación se cierne sobre un punto determinado de la superficie terrestre, y el uso de un haz de radiación electromagnética dirigida permite transferir energía desde la estación a la Tierra. , donde se puede convertir en corriente eléctrica de frecuencia industrial. El plano de la órbita geosíncrona se eligió para que coincidiera con el plano ecuatorial. La Tierra está inclinada, como se sabe, a 23,50 con respecto al plano de la eclíptica (Fig. 1), lo que proporciona iluminación de paneles solares durante casi todo el año. El sombreado de las baterías por la sombra de la Tierra se observa en los puntos de los equinoccios de primavera y otoño y no supera un total de 1,2 horas. Teniendo en cuenta también que la densidad de la radiación solar en órbita geosíncrona es de 1,4 kW/m2, que es 2-2,5 veces mayor que el promedio en la Tierra, las ventajas de SCES sobre las estaciones terrestres se vuelven obvias.
Por supuesto, las dificultades, principalmente económicas, asociadas con la implementación de este proyecto no son menos obvias. Sin embargo, un incentivo bien conocido para el desarrollo del trabajo en esta corrección, además de crear una fuente de energía renovable, es la solución al problema de preservar el medio ambiente de la contaminación térmica cada vez mayor del planeta por los residuos térmicos de civilización industrial. Los intentos de los países individuales por protegerse de la influencia nociva de su propia industria, llevándola fuera del territorio nacional, ya no logran resolver hoy este problema global, y la construcción de fábricas en órbitas cercanas a la Tierra que proponen los escritores de ciencia ficción sí lo hace. No parece ser un futuro lejano. Por lo tanto, no es de extrañar que desde finales de la década de 60 se iniciara un estudio teórico y experimental intensivo de varias opciones para estaciones solares potentes en órbita geosincrónica y elementos individuales de su diseño.
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