Sandia đang phát triển microgrid để cung cấp năng lượng cho một căn cứ Mặt Trăng trong tương lai

Để giữ cho đèn chiếu sáng tại tiền đồn mặt trăng Artemis của NASA, Phòng thí nghiệm Quốc gia Sandia đang phát triển các microgrid điện để quản lý việc phân phối điện từ các lò phản ứng nhỏ hạt nhân của căn cứ Mặt trăng đến các khu dân cư và cơ sở hỗ trợ khác nhau.

Nhiệm vụ của NASA nhằm thiết lập sự hiện diện thường xuyên của con người trên mặt trăng như một cuộc diễn tập cho một sứ mệnh có người lái lên sao Hỏa đặt ra những thách thức kỹ thuật to lớn khiến việc xây dựng Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS) giống như xây dựng một nhà kho. Căn cứ Mặt Trăng không chỉ cách xa Trái đất hàng nghìn lần so với phòng thí nghiệm vũ trụ mà nó còn đòi hỏi một cách tiếp cận hoàn toàn mới để giải quyết vấn đề.

Một trong những vấn đề lớn nhất sẽ là cung cấp điện cho tiền đồn. Vì căn cứ dự kiến ​​sẽ có người ở trong tối đa hai tháng, cô sẽ phải làm việc trong 14 ngày đêm âm lịch. Điều này có nghĩa là các tấm pin mặt trời không phải là một lựa chọn thực tế, vì vậy một loạt các lò phản ứng hạt nhân nhỏ đang được phát triển có thể được sử dụng cùng với hoặc thay cho các tấm pin.

Căn cứ sẽ cần một lưới điện mini để truyền tải điện năng và đảm bảo nguồn cung cấp thường xuyên và ổn định. Như một sự phức tạp bổ sung, cơ sở sẽ bao gồm hai đối tượng. Một sẽ là môi trường, và một sẽ là một khu phức hợp để khai thác và xử lý nhiên liệu, sẽ nằm cách đó vài km.

Các microgrid được đề xuất, một tại mỗi cơ sở và được kết nối với nhau, sẽ tương tự như hệ thống được sử dụng để cung cấp năng lượng cho ISS, nhưng chúng sẽ yêu cầu một số thay đổi cơ bản. Ví dụ, vẫn phải quyết định xem mạng sẽ chạy bằng dòng điện một chiều hay dòng điện xoay chiều, sau đó được chuyển đổi thành dòng điện một chiều trong môi trường.

Những thách thức khác bao gồm việc phát triển các hệ thống và phần mềm để điều chỉnh nguồn điện tại nhà máy lọc dầu sao cho mức điện áp không đổi ngay cả khi nhu cầu thay đổi theo quy mô thời gian từ mili giây đến toàn bộ các mùa. Để làm được điều này, Sandia đã phát triển một phương pháp thiết kế hệ thống điều khiển và lưới điện vi mô có thể mở rộng để nghiên cứu các yêu cầu năng lượng và thông số kỹ thuật của mặt trăng.

Ý tưởng là phát triển một thiết kế từ trên xuống, trong đó hệ thống điều khiển được thiết kế đầu tiên cùng với các thông số kỹ thuật lưu trữ năng lượng, và sau đó các thành phần được thiết kế để đáp ứng các thông số kỹ thuật đó. Ngoài ra, các microgrid phải được thiết kế lại để có khả năng phục hồi, nhưng đủ linh hoạt để cho phép một mạng tương tác với mạng khác.

Jack Flicker, một kỹ sư điện tại Sandia, cho biết: “Có một số khác biệt rất quan trọng giữa một thứ như lưới siêu nhỏ kiểu ISS và một thứ có kích thước bằng một mặt trăng. “Một trong những khác biệt đó là kích thước địa lý, có thể có vấn đề, đặc biệt là khi hoạt động ở điện áp DC thấp. Thứ hai, khi bạn bắt đầu mở rộng các hệ thống này, sẽ có nhiều thiết bị điện tử công suất hơn ở cơ sở và nhiều tài nguyên điện năng được phân phối hơn. Sandia từ lâu đã xem xét các microgrid có rất nhiều nguồn năng lượng được phân phối ”.

Bạn có thể giúp Ukraine chiến đấu chống lại những kẻ xâm lược Nga. Cách tốt nhất để làm điều này là quyên góp quỹ cho Các lực lượng vũ trang của Ukraine thông qua Cuộc sống tiết kiệm hoặc thông qua trang chính thức NBU.

Đọc thêm:

• Trung Quốc công bố kính viễn vọng không gian hàng đầu mới
• Các vụ nổ "Micron" đã được phát hiện trên các ngôi sao zombie ở xa