Инженерный журнал: наука и инновации
# 8·2016 1
УДК 621.375.825:629.7 DOI 10.18698/2308-6033-2016-08-1525
Физические основы выбора типа и параметров подсистем
лазерной системы передачи энергии в космосе
©
А.С. Коноплев, А.П. Смахтин
Московский авиационный институт (национальный исследовательский
университет), Москва, 125993, Россия
Концепция беспроводной передачи энергии с помощью сфокусированных пучков
электромагнитного излучения открывает принципиально новые возможности в
наземной и космической энергетике. Одним из перспективных направлений разви-
тия беспроводной энергетики является создание лазерных систем передачи энергии
для решения разнообразных задач космической энергетики. Для эффективного приема
и преобразования лазерного излучения в электрическую энергию можно использовать
стандартные полупроводниковые фотоэлектрические преобразователи энергии, па-
раметры которых соответствуют параметрам лазера. Приведен анализ влияния ти-
пов и параметров различных лазеров и приемников-преобразователей энергии ла-
зерного излучения в электрическую энергию на эффективность передачи энергии
в целом.
Ключевые слова:
беспроводная передача энергии, приемник-преобразователь, ла-
зерное излучение, электрическая энергия, фотоэлектрический преобразователь,
эффективность.
Введение.
Впервые идеи использования беспроводной передачи
энергии в космосе приведены в работах Э.К. Циолковского и других
пионеров освоения космического пространства [1]. В дальнейшем
исследования в этой области были продолжены. Первое технически
обоснованное предложение по созданию орбитальных электростан-
ций для передачи энергии на Землю по сфокусированному лучу
сверхвысокой частоты (СВЧ) было опубликовано в работе [2]. Сле-
дует отметить, что беспроводная передача энергии является наиболее
естественным способом передачи энергии по сравнению с передачей
ее по проводам. Солнце передает свою энергию на Землю и другие
небесные тела излучением. Запасы всех углеводородных топлив на
Земле представляет собой законсервированную энергию Солнца.
Варианты использования беспроводных энергосистем и ана-
лиз их эффективности.
В настоящее время рассматриваются пять
вариантов использования беспроводных энергосистем [2, 3].
1. Передача энергии из космоса на Землю.
2. Передача энергии с поверхности Земли на борт орбитальных
космических аппаратов (КА).
3.
Передача энергии от мощного космического энергетического
модуля на борт группы искусственных спутников Земли (ИСЗ).