미해군 연구원들은 지구궤도에 태양광발전소를 설치하기 위해 우주기반 태양전지판을 테스트하고 있다. PRAM (Photovoltaic Radiofrequency Antenna Module)으로 알려진 태양전지판은 피자상자보다 크지 않지만 확장하여 대량의 에너지를 생성 할 수 있다.
해군은 지난해 5월 무인우주선X-37B를 타고 PRAM을 발사했다. 태양전지판은 이제 90 분마다 지구 주위를 순환하여 언젠가 지구상의 어느 곳으로도 에너지를 전송할 수있는 햇빛을 포착한다.
태양광위성의 장점
미국방부는 긴 우주에서 태양에너지를 수확하고 지구로 전송하는 꿈을 꿔왔다. 2007년에 멀리 떨어진 군사기지에 전기를 공급하기 위해 사용하기를 희망하는 태양 위성제작을 탐구하는 프로젝트를 승인했다.
PRAM을 통해 펜타곤은 그 비전을 실현하는 데 한 걸음 더 가까워졌다. 태양광패널은 대기를 통과하지 않는 태양에너지를 활용하여 진입시 확산되는 푸른빛을 포착하도록 설계되었다.
미해군연구소의 연구원이자 이 프로젝트의 공동개발자 Paul Jaffe는 “우리는 우주에서 엄청난 양의 햇빛을 받고 있다."
Jaffe와 그의 팀은 12x12 인치 태양전지판이 약 10와트의 에너지를 생성 할 수 있다는 것을 발견했다. 분명히 그것은 지구에 전력을 공급하기에 충분하지 않지만 연구자들은 그것을 확장하려고한다.
팀의 비전은 수십개의 태양전지판으로 구성된 태양열 농장을 건설하는 것인데, 이는 전력이 생성되고 지구상의 먼 구석 구석으로 에너지가 분배되는 방식을 바꿀 수 있다. 또한 이 크기의 농장은 특히 과부하가 걸린 경우 그리드네트워크를 지원할 수 있다. 전 세계를위한 태양광발전은 비교적 작은 땅에서 생산될 수 있다고 보고서는 말한다.
"일부 비전은 우주태양광과 일치하거나 오늘날 가장 큰 발전소 기가 와트발전소를 초과하여 도시에 공급하기에 충분하다." 라고 Jaffe가 말했다.
그는 우주기반 태양광 위성의 독특한 장점은 지구상의 모든 장소에 에너지를 전달할 수 있는 시스템이라고 말한다. "시카고에 전력을 보낼 수 있고 필요하다면 1초 후에 런던이나 브라질리아에 전력을 보낼 수도 있다."라고 Jaffe가 말했다.
전송작동원리
PRAM은 아직 지구에 직접 전력을 공급하지 않았지만 연구자들은 이미 이 작업을 수행하는 방법을 알아냈다.
연구진은 "역방향 빔제어"라는 기술을 사용하여 지구상의 목적지 안테나에서 우주의 패널로 파일럿 신호를 보낸다. 패널은 신호를 수신하면 마이크로파 빔을 전송한다. 전송된 에너지가 지상 수신기에 도달하면 전기로 변환된다.
팀은 또한 온도 문제를 극복했다. 이는 전자장치가 가열되면서 효율성이 떨어지기 때문에 해결해야 할 중요한 문제이다. 운좋게도 X-37B의 저 지구궤도는 어둠과 추위에서 각 90분 순환의 약 절반을 보낼 수 있음을 의미한다.
Jaffe는 나쁜 의도를 가진 사람드이 이 기술을 사용하여 거대한 우주 레이저를 만들 수는 없을 것이라고 확신했다. 파괴적인 빔을 생성하려면 제작하는 데 몇 개월에서 몇 년 사이에 알아차리도록 거대한 안테나가 필요하다고 말했다. 따라서 우주에서 태양광을 무기화하는 것은 "불가능하지는 않더라도 매우 어려울 것"이다.
Jaffe는 다음 단계는 더 많은 햇빛을 모으기 위해 PRAM을 더 넓은 영역으로 확장하는 것이다. 이를 수행하기 전에 연구자들은 프로젝트가 경제적으로 실행가능한지 증명해야한다. 공간을위한 하드웨어를 구축하는 것은 비용이 많이 들지만 좋은 소식은 지난 10년 동안 마침내 비용이 하락하고 있다는 것이다.
연구원들은 1월에 IEEE Journal of Microwaves 에 PRAM에 대한 논문을 썼다.
