Демонстрация 4.
«Модель спутника с солнечными батареями»
Более шестидесяти лет назад началась эра практической солнечной электроэнергетики. В 1954 году три американских ученых представили миру первые солнечные батареи, полученные на базе кремния. Перспективу получения бесплатной электроэнергии осознали очень быстро, и ведущие научные центры всего мира начали работать над созданием солнечных электроэнергетических установок. Первым «потребителем» солнечных батарей стала космическая отрасль. Именно здесь, как нигде более, нуждались в возобновляемых источниках энергии, так как бортовые батареи на спутниках довольно быстро исчерпывали свой ресурс.
И всего через четыре года солнечные батареи в космосе заступили на бессрочную трудовую вахту. В марте 1958 года США запустили спутник с солнечными батареями на борту. Менее чем через два месяца, 15 мая 1958 года, в Советском Союзе был выведен на эллиптическую орбиту вокруг Земли Спутник-3 с солнечными батареями на борту.
Начиная с третьего спутника, все последующие космические аппараты были оборудованы солнечными батареями.
Главным разработчиком и изготовителем космических солнечных электростанций было научно-производственное предприятие «Квант». Солнечные панели «Кванта» установлены практически на всех отечественных космических аппаратах. Вначале это были кремниевые солнечные батареи. Их мощность была ограничена как заданными размерами, так и весом. Но затем учеными «Кванта» были разработаны и изготовлены первые в мире солнечные батареи на основе совершенно нового полупроводника – арсенида галлия (GaAs).
В ноябре 1965 года с интервалом в четыре дня к нашей ближайшей соседке – Венере – стартовали два космических аппарата – «Венера-2» и «Венера-3». На обоих космических аппаратах были установлены солнечные батареи на основе арсенида галлия.
За время полета вся аппаратура обоих зондов работала бесперебойно. Со станцией «Венера-2» было проведено 26 сеансов связи, со станцией «Венера-3» ─ 63. Таким образом, была подтверждена высочайшая надежность солнечных батарей этого типа.
Модель спутника с солнечными батареями представлена на рис.1.
Модель состоит из спутника,
к боковым поверхностям которого
прикреплены солнечные батареи. Солнечные батареи представляют секции, состоящие из p-n переходов ( принцип их работы описан в разделе Оптика).
Рис.1.
Солнечные батареи заряжают аккумулятор спутника, от которого электрическая энергия поступает на исполнительные устройства – радио приемо-передатчик для связи с Землей, приборы для научных исследований и т.д. На штанге передней части модели установлен светодиод, работающий от солнечных батарей. Роль «Солнца» выполняет мощная электрическая лампа. Если солнечные батареи направить на лампу, то при ее включении свет будет падать на солнечные батареи и светодиод начнет мигать.