Сонячні панелі на кремнії дозволять знизити вартість експлуатації супутників

Сонячні панелі на основі кремнію виробляють значно менше електричної енергії в перерахунку на одиницю площі, ніж ті, що мають в основі інші напівпровідники. Однак, як показує нещодавнє дослідження, в умовах масового запуску супутників вони можуть виявитися значно економічно вигіднішими. Проте в цій галузі ще є низка нерозв’язаних проблем.

Супутники
Супутники. Джерело: phys.org

Кремнієві сонячні панелі

Як повідомляє сайт phys.org, команда дослідників з Університету Суррея опублікувала в Acta Astronautica дослідження, присвячене економічній доцільності використання для космічних апаратів сонячних панелей на основі кремнію. Науковці дійшли висновку, що застосування цього типу пристроїв дозволить зменшити вартість експлуатації супутників на 90 %.

Взагалі сонячні панелі на основі кремнію вже застосовувалися в космосі. Це найпростіший тип цих пристроїв, тому в 1956–1977 роках вони домінували на космічних апаратах. Але потім були винайдені значно ефективніші пристрої на основі галію, германію чи індію, й відтоді в космосі використовуються переважно вони.

Сподобався контент? Підписуйся на нашу спільноту і отримуй більше про космос Друковані журнали, події та спілкування у колі космічних ентузіастів Підписатися на спільноту

Поки що коефіцієнт корисної дії найефективніших кремнієвих панелей тримається на рівні 27,8 %, а перовськіт-кремнієвих — 34,85 %. Це набагато менше, ніж у більш сучасних. Проте різниця в ціні теж колосальна. Для германієвих панелей вона складає $450 за 1 Ватт вихідної потужності, а для кремнієвих — $0,275, $0,285 та $0,39, залежно від конкретного виду.

Нерозв’язані проблеми

Команда, яка проводила дослідження, вирішила змоделювати, наскільки ж економічнішими будуть супутники малого класу, наприклад, ті, що складаються з трьох кубсат-модулів, якщо в них застосовувати замість сонячних панелей на арсеніді галію кремнієві, й у них вийшла економія у 85–90 %.

Звичайно, самі панелі при цьому мають бути більшими, й це призведе до здорожчання самого запуску. Проте так чи інакше вони будуть невеликими, бо сама потужність в апаратів крихітна, тож низька ціна самих пристроїв усе перекриє.

Річ у тім, що самі кремнієві напівпровідники настільки дешеві, що навіть захисне скло для них коштує дорожче. Тому розробники пропонують зробити його тоншим, що додатково зменшить вагу апарата. Та й відносно низька потужність не є такою вже великою проблемою.

Інша справа — довговічність кремнієвих панелей. Вона у 2,6 раза нижча, ніж у більш досконалих. І це справді проблема. Особливо мало дослідженим є вплив на них ультрафіолету. Однак з урахуванням того, що терміни експлуатації супутників знижуються, а їх кількість зростає, це може не бути такою вже великою проблемою.

Новини інших медіа
Blue Origin переносить старт New Glenn до січня 2027 року
Через 42 роки пошуків знайшли свідчення надрідкісного розпаду частинки
2026-й може виявитися другим найспекотнішим роком за всю історію спостережень
Кварк-глюонна плазма. Науковці досліджують першу рідину у Всесвіті
Якими могли бути маси пар надмасивних чорних дір у ранньому Всесвіті
Новий супутник Землі помітили не одразу
На ранніх етапах свого існування Земля могла бути схожою на гарбуз
Авіація майбутнього: NASA презентувала таємничий літак X-70 Fractal
Знайдений спосіб обійти заборону на подорожі в минуле
Дані нового експерименту: за певних умов мікроби можуть захопити Марс