NASA如何改善太阳能?

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2002年拍摄了国际空间站(ISS)的右舷太阳能阵列翼板(ISS)的这一景色,并从航天飞机的机组人员内部的数码静止摄像头拍摄。NASA

太空中没有电源插座。不加油站, 任何一个。对于太空探险者而言,在我们大气的寒冷,无空地区徘徊,权力(或缺乏权力)是生死攸关的问题。感谢我们的太阳但是,很容易获得太阳能。

太阳能技术产生了太空任务期间使用的大部分电力,保持生命支持和其他重要的航天器系统的工作。太阳能是如此至关重要,以至于NASA花费大量时间和金钱来制造太阳能电池板必须更有效,轻巧和负担得起。

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您不必远远看到太阳能对NASA的重要性。只是凝视天空。人类最雄心勃勃的项目之一,国际空间站(ISS)的八个114英尺(35米)长的太阳能阵列翅膀的大小相形见war。每个机翼包含约33,000太阳能电池,将大约14%的阳光击中可用能量[来源:NASA]。这听起来可能不是很有效,但是即使在生命支持和其他重要功能具有所需的力量之后,仍然有足够的果汁来为地球上的数十所房屋提供动力[来源:NASA]。

但是ISS具有数十年历史的技术。多亏了NASA的研发团队,当代太阳能设计要比ISS上的太阳能设计要好得多。实际上,NASA的整个部门称为“先进能源:光伏电源”,致力于解决太阳能和相关挑战。该分支机构积极与私营公司合作,并分享科学知识,以期加速技术发展。

这种知识共享策略有效。1989年,美国宇航局与爱荷华州薄膜Technologies,Inc。(现为PowerFilm,Inc。)合作。PowerFilm设计了一种将薄薄的太阳能电池纳入可以卷起以存放的柔性板上的方法。这部薄膜也非常有效,将其表面撞击到能量的90%的光转化为能量[来源:NASA]。

换句话说,这些与1970年代的过时太阳能电池不像。当今的太阳能电池和相关产品一直在越来越好。继续阅读,以了解NASA的投资如何改善太空任务的太阳能,而对于我们这些人也陷入了母亲星球上。

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太阳来了

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您可以将窗户清洁剂和纸巾放下。NASA赞助的研究有助于开发自我清洁的太阳能电池板。
©istockphoto/Thinkstock

对太阳能的持续改进对于未来的太空旅行至关重要。随着任务越来越远到深空时,阳光下降。1米广场(3.2英尺)太阳能板在地球附近产生约400瓦的大约400瓦,必须大2,000倍才能在冥王星的邻里产生相同的功率[来源:NASA]。

值得庆幸的是,开发中还有其他有前途的产品。NASA的另一个合作伙伴MSGI技术解决方案最近揭幕了,该太阳能电池包含小碳支柱,称为纳米管,进入太阳能电池设计。

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纳米管有助于减少反射光,利用柱子抓住会从传统平板上反弹的光子。同样,纳米管增加了面板的表面积,从而为产品提供了更多捕获光和产生更多能量的空间。

那不是全部。太阳能电池板制造商还面临与灰尘和污垢相关的问题。每平方码(0.9米)的0.1盎司(2.8克)灰尘的微小灰尘沉积物可以将太阳能电池板效率降低多达40%。这就是为什么NA​​SA与非NASA科学家合作的员工为小组开发了泥土涂层的原因,该涂层最初是用于在太空环境中使用的[来源:NASA]。

所谓的自我清洁面板具有薄质,透明和导电层。当嵌入式传感器检测到累积的灰尘时,通过涂层发送级联电荷,实际上用电磁波推开污垢。

这种清洁技术至关重要,原因有两个。第一,它不是基于机械的移动部件,这将容易出现故障。二,它不需要洗手,这是一种艰苦的琐事,会吞噬太多的时间和清洁的水,尤其是如果面板安装在一个非常偏僻,尘土飞扬的位置,例如,例如在火星表面。

所有这些对太阳能的进步在地球上也是如此。从玩具和露营装备到收音机,许多消费产品现在都使用现代化的太阳能电池板。太阳能进步也很大程度上适用,甚至可以帮助我们为全新的电厂提供充满活力。

如您所见,如果没有NASA的参与,太阳能技术可能仍然是一门刚起步的科学。但是,由于进取的NASA科学家和私人企业家,在太空和地球上,阳光驱动的产品将继续改善。

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