science >> Wetenschap >  >> anders

Hoe heeft NASA de zonne-energie verbeterd?

Deze weergave van het zonnepaneel aan stuurboord van het International Space Station (ISS) werd in 2002 gefotografeerd met een digitale fotocamera vanuit de bemanningscabine van de Space Shuttle Endeavour. NASA

Er zijn geen stopcontacten in de ruimte. Geen benzinestations, of. Voor ruimteverkenners die in de kou zweven, luchtloze gebieden buiten onze atmosfeer, macht (of het gebrek daaraan) is een kwestie van leven en dood. Dankzij onze zon echter, zonne-energie is direct beschikbaar.

Zonnetechnologieën genereren het grootste deel van de stroom die wordt gebruikt tijdens ruimtemissies, om levensondersteuning en andere vitale ruimtevaartuigsystemen te laten werken. Zonne-energie is zo cruciaal dat NASA veel tijd en geld besteedt om zonnepanelen efficiënter te maken, lichtgewicht en betaalbaar.

Je hoeft niet ver te zoeken om te zien hoe belangrijk zonne-energie is voor NASA. Kijk maar naar de lucht. Een van de meest ambitieuze projecten van de mensheid, het International Space Station (ISS) valt in het niet bij de grootte van zijn acht 35 meter lange zonnepaneelvleugels. Elke vleugel bevat ongeveer 33, 000 zonnecellen, die ongeveer 14 procent van het zonlicht dat hen raakt omzetten in bruikbare energie [bron:NASA]. Dat klinkt misschien niet erg efficiënt, maar zelfs nadat levensondersteuning en andere vitale functies de kracht hebben die ze nodig hebben, er is nog steeds genoeg sap om het equivalent van tientallen huizen op aarde van stroom te voorzien [bron:NASA].

Maar het ISS beschikt over decennia-oude technologie. Dankzij NASA's onderzoeks- en ontwikkelingsteams, hedendaagse ontwerpen voor zonne-energie zijn aanzienlijk beter dan die aan boord van het ISS. In feite, NASA heeft een hele divisie, genaamd de geavanceerde energie:fotovoltaïsche, die is gewijd aan het aanpakken van zonne-energie en aanverwante uitdagingen. Deze tak werkt actief samen met particuliere bedrijven en deelt wetenschappelijke kennis in de hoop technologische ontwikkelingen te versnellen.

Deze kennisdelingsstrategie werkt. In 1989, NASA werkt samen met Iowa Thin Film Technologies, Inc. (nu PowerFilm, Inc.). PowerFilm bedacht een manier om flinterdunne zonnecellen te verwerken op flexibele platen die kunnen worden opgerold voor opslag. De film is ongelooflijk efficiënt, te, 90 procent van het licht dat op het oppervlak valt wordt omgezet in energie [bron:NASA].

Met andere woorden, deze lijken in niets op verouderde zonnecellen uit de jaren 70. De huidige zonnecellen en aanverwante producten worden steeds beter. Blijf lezen om te zien hoe NASA's investeringen zonne-energie voor ruimtemissies verbeteren - en voor degenen onder ons die vastzitten op de moederplaneet, te.

Hier komt de zon

U kunt de glazenwasser en papieren handdoeken wegzetten. Door NASA gesponsord onderzoek heeft geholpen bij de ontwikkeling van zelfreinigende zonnepanelen. © iStockphoto/Thinkstock

Voortdurende verbeteringen aan zonne-energie zijn noodzakelijk voor toekomstige ruimtereizen. Terwijl missies verder en verder de diepe ruimte in schieten, zonlicht neemt af. Een zonnepaneel van 1 meter vierkante (3,2 voet) dat ongeveer 400 watt in de buurt van de aarde produceert, zou 2 moeten zijn, 000 keer groter om dezelfde hoeveelheid stroom op te wekken in de buurt van Pluto [bron:NASA].

Dankbaar, er zijn andere veelbelovende producten in ontwikkeling. Een andere NASA-partner, MSGI-technologieoplossingen, onlangs onthulde zonnecellen met kleine koolstofpilaren, nanobuisjes genoemd, in het ontwerp van de zonnecel.

De nanobuisjes helpen gereflecteerd licht te verminderen, met behulp van de pilaren om fotonen vast te haken die zouden weerkaatsen van een traditioneel plat paneel. Ook, de nanobuisjes vergroten het oppervlak van het paneel, waardoor het product meer ruimte krijgt om licht op te vangen en meer energie te produceren.

Dat is niet alles. Fabrikanten van zonnepanelen hebben ook problemen met stof en vuil. Een kleine stofafzetting van 0,1 ounce (2,8 gram) stof per vierkante yard (0,9 meter) kan de efficiëntie van zonnepanelen met maar liefst 40 procent verminderen. Daarom ontwikkelden NASA-medewerkers die met niet-NASA-wetenschappers werken een vuilafstotende coating voor de panelen, die voor het eerst werd ontwikkeld voor gebruik in ruimteomgevingen [bron:NASA].

De zogenaamde zelfreinigende panelen hebben een dunne, transparante en elektrisch geleidende laag. Wanneer ingebouwde sensoren opgehoopt stof detecteren, een trapsgewijze elektrische lading wordt door de coating gestuurd, in feite het vuil wegduwen met elektromagnetische golven.

Dit soort reinigingstechnologie is om twee redenen van cruciaal belang. Een, het is niet gebaseerd op mechanische, Bewegende onderdelen, die vatbaar zouden zijn voor storingen. En twee, het vereist geen handen wassen, een moeizaam karwei dat veel te veel tijd en schoon water zou verslinden, vooral als de panelen erg afgelegen waren geïnstalleerd, stoffige locatie - zeg, bijvoorbeeld, op het oppervlak van Mars.

Al deze ontwikkelingen op het gebied van zonne-energie zijn relevant hier op aarde, te. Een veelvoud aan consumentenproducten, van speelgoed en kampeerspullen tot radio's, gebruik nu gemoderniseerde zonnepanelen. Ontwikkelingen op zonne-energie zijn ook van toepassing op grotere schaal en kunnen ons zelfs helpen een totaal nieuw type energiecentrale van energie te voorzien.

Zoals je kunt zien, zonder tussenkomst van NASA, zonne-energietechnologie zou waarschijnlijk nog een jonge wetenschap zijn. Maar dankzij ondernemende NASA-wetenschappers en particuliere ondernemers, producten op zonne-energie zullen blijven verbeteren, zowel in de ruimte als op aarde.

Veel meer informatie

gerelateerde artikelen

  • Top 5 NASA-uitvindingen
  • 5 coole uitvindingen uit de jaren 80
  • Top 5 gekke overheidsexperimenten
  • 5 toekomstige uitvindingen waar iedereen op heeft gewacht
  • 10 toevallige uitvindingen die u niet zult geloven

bronnen

  • Boeing Defensie, Ruimte &Veiligheid. "Zonne-energie." Boeing.com. (8 Maart, 2011) http://www.boeing.com/defense-space/space/spacestation/systems/solar_arrays.html
  • Dudenhoefer, James E. en George, Patrick J. "Space Solar Power Satellite Technology Development bij het Glenn Research Center - een overzicht." juli 2000. (8 maart, 2011) http://gltrs.grc.nasa.gov/reports/2000/TM-2000-210210.pdf
  • Iannotta, Becky. "Space Solar Power Crowd wedt op Obama." Space.com. 25 februari 2009. (8 maart, 2011) http://www.space.com/3317-space-solar-power-crowd-bets-obama.html
  • Knier, Gil. "Hoe werken fotovoltaïsche energie?" Wetenschap.NASA.gov. 2002. (8 maart, 2011) http://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2002/solarcells/
  • Nasa. "Papierdunne plastic film zuigt de zon op om zonne-energie te creëren." STI.NASA.gov. 2006. (8 maart, 2011) http://www.sti.nasa.gov/tto/Spinoff2006/er_4.html
  • Nasa. "Power naar het ISS!" Wetenschap.NASA.gov. 13 november 2001. (8 maart, 2011) http://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2001/ast13nov_1/
  • Nasa. "De rand van de zon." Wetenschap.NASA.gov. 2002. (8 maart, 2011) http://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2002/08jan_sunshine/
  • Persbericht van Pennwell. "PV-cellen met nanobuispijlers op metalen substraten:technologie-update van MSGI." PennEnergy.com. 3 maart, 2011. (8 maart, 2011) http://www.pennenergy.com/index/power/display/9461599590/articles/Photovoltaics-World/industry-news/2011/3/pv-cells-with-nanotube-pillars-on-metal-substrates- msgi.html
  • Shuttle-perskit. "Photovoltaic Array Assembly (PVAA)." Shuttlepresskit.com. november, 9, 2000. (8 maart, 2011) http://www.shuttlepresskit.com/STS-97/payload81.htm
  • Zonne-energietechniek. "Zonnepanelen, Reinig uzelf... dus zij doen het." Solarpowerengineering.com. 27 augustus 2010. (8 maart, 2011) http://www.solarpowerengineering.com/2010/08/nasa-technology-translates-into-self-cleaning-solar-panels/

Meer >

Meer >

Hoofdlijnen

  1. Dieren die menselijke DNA-sequenties delen
  2. Wat zijn de zes soorten bindweefsel in de biologie?

    Bindweefsel is een van de vier belangrijkste weefseltypen bij zoogdieren, de andere zijn zenuwweefsel, spierweefsel en epitheel of oppervlakteweefsel. Epitheliaal weefsel ligt op bindweefsel terwi

  3. Enzymactiviteit in appels
  4. Nucleïnezuren: structuur, functie, typen en voorbeelden
  5. De rol van enzymen bij cellulaire ademhaling
  6. Voelen mannen en vrouwen pijn anders?
  7. Wat is de elektrische impuls die een Axon naar beneden beweegt?
  8. Het belang van samengestelde microscopen
  9. Uitvindingen in 1947

Wetenschap