Sandia разработва микро-мрежи за захранване на бъдещата база на Луната

Сподели

За да поддържа светлините в човешкия лунен пост Артемида на НАСА, Националните лаборатории на Сандия разработват електрически микро-мрежи, които да се справят с разпределението на енергията от мини ядрените реактори на базата на Луната към различните жилищни и поддържащи съоръжения.

Амбицията на НАСА да установи постоянно човешко присъствие на Луната като репетиция за евентуална мисия с екипаж до Марс поставя огромни инженерни предизвикателства, които правят изграждането на Международната космическа станция (МКС) да изглежда като издигане на плевня. Не само, че базата на Луната ще бъде хиляди пъти по-далеч от Земята от космическата лаборатория, тя ще изисква изцяло нов подход за решаване на проблеми.

Едно от най-големите предизвикателства ще бъде осигуряването на електричество за аванпоста. Тъй като се очаква базата да бъде обитавана до два месеца наведнъж, тя ще трябва да работи през 14-дневната лунна нощ. Това означава, че слънчевите панели не са практична опция, така че се разработват серия от малки ядрени реактори, които да се използват заедно с панели или вместо тях.

Въпреки това, има нещо повече от това просто изкарване на волта. Базата ще се нуждае от мини мрежа, за да предава мощността и да гарантира, че захранването е редовно и стабилно. Като допълнително усложнение базата ще се състои от две съоръжения. Едното ще бъде местообитанието, а второто ще бъде комплекс за добив и преработка на гориво, който ще се намира на няколко мили.

Предложените микро-мрежи, по една във всяко съоръжение и свързани една с друга, ще бъдат подобни на тази, използвана за захранване на МКС, но ще изискват някои фундаментални промени. Например, все още трябва да се реши дали мрежите ще работят на постоянен или променлив ток, който след това се преобразува в DC в местообитанието.

Ще трябва да се разработи нов софтуер за микромрежите

Национални лаборатории на Сандия

Други проблеми включват разработването на системи и софтуер за регулиране на електричеството в преработвателната инсталация, така че нивата на напрежение да останат, дори когато търсенето се измества във времеви мащаби, вариращи от милисекунди до цели сезони. За да направи това, Sandia е разработила мащабируемо съоръжение за микромрежа и методология за проектиране на контролна система, за да проучи енергийните изисквания и спецификации на базата на Луната.

Идеята е да се създаде дизайн отгоре надолу, където системата за управление се разработва първо заедно със спецификациите за съхранение на енергия, след което се разработват компонентите, които да отговарят на тези спецификации. В допълнение, микромрежите ще трябва да бъдат прекомерно проектирани за устойчивост, но достатъчно гъвкави, за да може една мрежа да си сътрудничи с друга.

„Има някои много важни разлики между нещо като микромрежа от типа на ISS и нещо, което има обхват на лунна база“, каза Джак Фликър, електроинженер в Sandia. „Една от тези разлики е географският размер, който може да бъде проблематичен, особено при работа при ниски DC напрежения. Друго е, че когато започнете да разширявате тези системи, ще има много повече силова електроника, както и много повече разпределени енергийни ресурси, които ще съществуват в цялата база. Sandia разглежда микро-мрежи с много разпределени енергийни ресурси от доста дълго време.

Източник: Национални лаборатории на Сандия



Публикациите се превеждат автоматично с google translate


Сподели