Сверхтонкие солнечные панели для дирижаблей

11.11.2024

В последние годы стремление обеспечить связь в труднодоступных уголках Земли дало толчок разработке воздушных платформ, функционирующих как псевдоспутники (HAPS) на большой высоте. Одной из важнейших задач на этом пути стало создание источника питания, который позволил бы таким платформам автономно находиться в воздухе длительное время. Именно здесь на помощь пришли солнечные панели, которые становятся все более легкими и эффективными.

Компания Softbank объявила о значительном прогрессе в этой области, представив сверхтонкие и легкие кремниевые солнечные панели, специально предназначенные для стратосферных дирижаблей.

Основная цель разработки Softbank - создать панели, которые могут поддерживать работу стратосферных платформ для связи, способных заменить обычные вышки в труднодоступных местах, где невозможно установить традиционные базовые станции. Новые панели не только легки, но и обладают достаточно высоким коэффициентом полезного действия (КПД). Текущая версия весит 665 граммов на квадратный метр и достигает КПД 22,2%. Однако это промежуточный этап: цель компании - достичь веса в 500 граммов на квадратный метр, что еще больше повысит эффективность и удобство эксплуатации панелей на летающих платформах.

На сегодняшний день стратосферные платформы чаще всего представляют собой дирижабли, способные находиться в воздухе длительное время на высоте 20 километров, что позволяет им заменять наземные ретрансляторы. Однако для их эффективной работы необходимы источники энергии, которые не добавят лишний вес и смогут обеспечить платформу энергией на протяжении длительного времени. Именно для таких задач компания Softbank выбрала кремниевые солнечные элементы. Хотя в космической индустрии применяются более эффективные многослойные солнечные панели на базе материалов, превосходящих кремний, их стоимость остается слишком высокой для земного использования.

Совместная разработка компаний LONGi (Китай) и Fujipream Corporation (Япония) представляет собой гибкие солнечные элементы на основе гетеропереходов. Панели состоят из четырех слоев: защитного листа толщиной 25 микрометров, слоя фотоэлементов толщиной 80 микрометров, герметика толщиной 150 микрометров и заднего защитного листа толщиной 50 микрометров. Фотоэлементы соединяются с помощью медных проводников толщиной 250 микрометров, для пайки которых используется низкотемпературный припой. Каждая панель размером 563 на 584 мм весит всего 218,5 грамма, что на единицу площади составляет 665 граммов на квадратный метр.

Сейчас специалисты LONGi и Fujipream продолжают работать над улучшением характеристик солнечных панелей, стремясь к достижению целевого веса в 500 граммов на квадратный метр. Это позволит не только повысить производительность и надежность стратосферных дирижаблей, но и значительно снизить стоимость эксплуатации. Успешное внедрение таких панелей откроет возможности и для наземного применения, например, в строительстве, автомобилестроении и на других объектах, где доступные, но неровные поверхности могут быть использованы для сбора солнечной энергии.

Потенциал подобных солнечных панелей велик: их гибкость и легкость делают их пригодными для установки на самых разных конструкциях, где необходим автономный источник питания. Массовое производство также позволит сделать их более доступными, что принесет пользу не только для технологий связи, но и для множества других сфер, где требуется легковесное, но эффективное энергоснабжение.

Усилия Softbank, LONGi и Fujipream нацелены на создание уникального продукта, способного улучшить связь и повысить доступность интернета в самых удаленных точках планеты. Новые солнечные панели - важный шаг на пути к тому, чтобы сделать энергоэффективные воздушные платформы реальностью, что может радикально изменить подход к телекоммуникациям на Земле.

<< Назад: Кот помог обнаружить неизвестный науке вирус 11.11.2024

>> Вперед: Летучие мыши запоминают акустическую карту своего ареала 10.11.2024

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Искусственный мозговой матрикс 29.11.2025

Биоинженерия стремительно выходит за пределы традиционной работы с клетками и биоматериалами. Ученые пытаются не просто выращивать ткани, но и воссоздавать механизмы, управляющие жизнью клеток в реальном организме. Одним из наиболее амбициозных направлений стала разработка искусственных матриксов, которые могли бы подменить природную среду и дать исследователям возможность изучать работу мозга без участия биологических компонентов. На этом фоне работа специалистов Калифорнийского университета в Риверсайде представляет собой особенно заметный шаг вперед. В центре их исследования - платформа BIPORES, созданная полностью из синтетических веществ. Цель проекта заключалась в попытке смоделировать сложную, многослойную структуру внеклеточного матрикса, который в настоящем мозге обеспечивает питание, связь и организацию нервных клеток. При этом разработчики сознательно отказались от каких-либо белков, традиционно необходимых для прикрепления клеток, таких как ламинин или фибрин. Это решени ...>>

Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025

Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. ...>>

Случайная новость из Архива Шпинат против терроризма 10.11.2016 Исследователи из Массачусетского технологического института представили необычную разработку, служащую для обнаружения взрывоопасных химических веществ, которые могут использоваться террористами. Они создали детектор на основе обычного шпината, встроив в растение углеродные нанотрубки и датчики. Датчики, использованные в данном случае, настроены реагировать на так называемые нитроароматические соединения. Раствор наночастиц с помощью техники инфузии по сосудам растения доставили в нижнюю часть листьев шпината, в слой под названием мезофилл, где по большей части протекает процесс фотосинтеза. Также в листья растения встроены углеродные нанотрубки, которые излучают постоянный флуоресцентный сигнал, служащий эталонным. Если в грунтовых водах обнаруживается какое-либо опасное соединение, буквально через 10 минут оно доходит до листьев, и подаваемый сигнал меняется. Он может быть обнаружен с помощью небольшой инфракрасной камеры, подключенной к Raspberry Pi. Кроме того, как говорят разработчики, видеть его можно будет и с помощью камеры обычного смартфона, отключив инфракрасный фильтр, активный по умолчанию. На данный момент сигнал можно детектировать на расстоянии в один метр, но ученые работают над его увеличением. "Растения очень чутко реагируют за среду. Например, они знают, что будет засуха, задолго до того, как это знаем мы. Они способны обнаруживать небольшие изменения в свойствах почвы и ее водном потенциале. Если мы будем использовать эти химические сигнальные пути, то сможем получить огромное количество информации", - сказал руководитель исследования Майкл Страно (Michael Strano).

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025