科学探索|桑迪亚国家实验室开发微电网以为未来月球基地供电桑迪亚国家实验室开发微电网

为了保持NASA的Artemis人类月球前哨站的照明，桑迪亚国家实验室正在开发微型电网以处理从月球基地的微型核反应堆到各种生活和支持设施的电力分配。NASA雄心勃勃地想要在月球上建立一个永久性的人类存在以此来作为最终的火星载人任务的预演，这带来了巨大的工程挑战。

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月球基地将不仅要比空间实验室离地球远一千倍，而且需要一种全新的方法来解决问题。
其中最大的挑战之一将是为前哨基地提供电力。因为该基地预计一次可居住两个月，它必须在14天的月夜中运行。这意味着太阳能电池板不是一个实用的选择，因此正在开发一系列小型核反应堆从而跟电池板一起使用或代替它们。
然而这并不只是提供电压的问题。该基地将需要一个小型电网来传输电力并确保定期和稳定的供应。作为一个额外的复杂因素，该基地将由两个设施组成：一个是栖息地，另一个是位于几英里外的采矿和燃料加工综合体。
拟议的微电网每个设施一个并相互连接，它们将类似于用于国际空间站的电源但需要一些基本的改变。比如，其仍需决定电网是以直流电还是交流电运行，然后在栖息地转换为直流电。

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其他问题则包括开发系统和软件来调节加工厂的电力，从而使电压水平在从几毫秒到整个季节的需求变化中保持平衡。为此，桑迪亚开发了一个可扩展的微电网设施和控制系统设计方法以研究月球基地的能源需求和规格。
这个想法是产生一个自上而下的设计，首先开发控制系统和储能规格，然后开发满足这些规格的组件。此外，微电网将需要进行过度的工程设计以提高弹性，不过与此同时又要足够灵活，从而使一个电网能跟另一个电网合作。
【科学探索|桑迪亚国家实验室开发微电网以为未来月球基地供电】桑迪亚电气工程师Jack Flicker说道：“像国际空间站类型的微电网跟具有月球基地范围的微电网之间有一些非常重要的区别。其中一个区别是地理上的大小，这可能是个问题，特别是在低直流电压下运行时。另一个是，当你开始扩展这些系统时，将有更多的电力电子设备及更多的分布式能源存在于整个基地。桑迪亚研究带有大量分布式能源资源的微电网已经有相当长的时间了。”