Sandia는 미래의 달 기지에 전력을 공급하기 위해 마이크로그리드를 개발하고 있습니다.

NASA의 Artemis 달 전초 기지에서 조명을 유지하기 위해 Sandia National Laboratories는 달 기지의 핵 미니 원자로에서 다양한 주거 및 지원 시설에 이르는 전력 분배를 관리하는 전기 마이크로그리드를 개발하고 있습니다.

화성으로의 유인 임무를 위한 리허설로 달에 영구적인 인간 존재를 확립하려는 NASA의 탐구는 국제 우주 정거장(ISS)을 건설하는 것을 헛간을 짓는 것처럼 보이게 만드는 엄청난 공학적 도전을 제기합니다. 달 기지가 우주 실험실보다 지구에서 천 배 더 멀리 떨어져 있을 뿐만 아니라 문제 해결에 대한 완전히 새로운 접근 방식이 필요합니다.

가장 큰 문제 중 하나는 전초 기지에 전기를 공급하는 것입니다. 기지는 최대 14개월 동안 사람이 거주할 것으로 예상되기 때문에 음력 일 밤 동안 일을 해야 한다. 이것은 태양 전지 패널이 실용적인 옵션이 아니라는 것을 의미하므로 패널과 함께 또는 패널 대신 사용할 수 있는 일련의 소형 원자로가 개발되고 있습니다.

베이스는 전력을 전송하고 정기적이고 안정적인 공급을 보장하기 위해 미니 그리드가 필요합니다. 추가 합병증으로 베이스는 두 개의 개체로 구성됩니다. 하나는 환경이 될 것이고 다른 하나는 몇 킬로미터 떨어진 곳에 위치할 연료 추출 및 처리를 위한 복합 시설이 될 것입니다.

각 시설에 하나씩 있고 서로 연결된 제안된 마이크로그리드는 ISS에 전력을 공급하는 데 사용되는 것과 유사하지만 몇 가지 근본적인 변화가 필요합니다. 예를 들어, 네트워크가 직류 또는 교류로 작동할지 여부를 결정해야 하며, 그런 다음 이를 환경에서 직류로 변환합니다.

다른 과제로는 정유소에서 전력을 조절하는 시스템과 소프트웨어를 개발하여 밀리초에서 전체 시즌으로 시간 규모에 따른 수요 변화에도 전압 수준이 일정하게 유지되도록 하는 것입니다. 이를 위해 Sandia는 달 기지의 전력 요구 사항 및 사양을 연구하기 위해 확장 가능한 마이크로그리드 및 제어 시스템 설계 방법론을 개발했습니다.

아이디어는 제어 시스템이 먼저 에너지 저장 사양과 함께 설계되고 그런 다음 해당 사양을 충족하도록 구성 요소가 설계되는 하향식 설계를 개발하는 것입니다. 또한 마이크로그리드는 탄력성을 위해 재설계되어야 하지만 한 네트워크가 다른 네트워크와 상호 작용할 수 있도록 충분히 유연해야 합니다.

Sandia의 전기 엔지니어 Jack Flicker는 "ISS형 마이크로그리드와 달 기지 크기 사이에는 몇 가지 매우 중요한 차이점이 있습니다. “이러한 차이점 중 하나는 지리적 크기로, 특히 낮은 DC 전압에서 작동할 때 문제가 될 수 있습니다. 둘째, 이러한 시스템을 확장하기 시작하면 기지에 훨씬 더 많은 전력 전자 장치와 훨씬 더 많은 분산 전원 리소스가 있게 됩니다. Sandia는 분산된 에너지 자원이 많은 마이크로그리드를 오랫동안 연구해 왔습니다.”

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