Solarni lift
Solarni lift predstavlja maketu svemirskog lifta kod kojeg je prijenos energije od izvora do lifta ostvaren vidljivom svjetlošću.
O projektu
Tip projekta
Studentski projekt
Kolegij „Energetska učinkovitost i tehnologije“Studenti
Miše Joško, Luka Desnica, Ante Kokan, Mišel Janković
Mentor projekta
dr. sc. Marko Vukšić
Trajanje projekta
25.6.2016. – 3.5.2017.
Utrošeno radnih sati
2.400
Opis projekta
Godine 1960. ruski znantvenik Jurij Artsutanov predložio je da se u geostacionarnu orbitu postavi satelit te da se poveže sa Zemljom pomoću čvrste trake. Centifugalna sila satelita zatezala bi traku te bi se uz nju mogao transportirati koristan teret. Proračuni su tada pokazali da izvedba trake dovoljne čvrstoće i male mase s tada dostupnim materijalima nije izvediva, prvenstveno zato što se radi o udaljenostima većim od 26000 km.
Razvoj nanotehnologije je ovu ideju premjestio iz područja znanstvene fantastike u područje tehnološke fantastike jer se pokazalo da ugljik osim opće poznatih formi i kristalnih struktura kao što su dijamant, grafit i grafen može formirati strukture u obliku cijevčica na atomskoj razini. Zbog svojih dimenzija koje su reda nanometara ove cijevčice su nazvane nanocijevi. Nanocijevi predstavljaju materijal od kojeg bi se mogla realizirati čvrsta veza u obliku trake između satelita i zemlje. Ugljikove nanocijevi imaju prekidnu čvrstoću oko sto puta veću od čelika, a masu oko dvije stotine puta manju od mase čelika.
Neriješen problem predstavlja prijenos energije do lifta za njegov pogon. Nametnulo se rješenje prijenosa energije pomoću laserske zrake što je danas dostupnom tehnologijom i ostvarivo. Razvoj fotonaponskih modula pružio je mogućnost da se pogon svemirskog lifta realizira i pomoću svjetlosti širokog spektra odnosno vidljive svjetlosti prikupljene iz okoline i na taj način dodatno pojednostavni sustav prijenosa energije.
Uočeni problemi
Studenti su se suočili s nekoliko problema koje je trebalo riješiti:
Odrediti potrebnu svjetlosnu energiju po jedinici mase za podizanje tereta prihvatljivom brzinom, obraditi energiju i optimizirati prijenos energije dobijenu od fotonaponskih modula do elektromotornih pogona primjenom naprednih algoritama uz minimalne gubitke, realizirati pouzdano upravljanje sustavom te izraditi maketu i demonstrirati rad lifta u stvarnosti.
Realizirano rješenje
Izborom odgovarajućih fotonaponskih modula, izradom elektromotornog pogona i softverskog algoritma upravljanja pogonom makete četvorica studenata pokazali su da se koristan teret, prihvatljivom brzinom, može podići uz traku pomoću vidljive svjetlosti. Pri tome visina penjanja nije ograničena. Ograničava je jedino dužina trake i dostupnost svjetla. Upravljanje liftom realizirano je udaljeno, primjenom digitalnog prijenosa podataka. Svi ključni parametri lifta vizualizirani su na upravljačkom računalu koje se nalazi na Zemlji i svi ključni podaci prenose se u realnom vremenu.