Generowanie energii słonecznej w kosmosie: możliwy projekt czy zbyt wiele marzeń?

Liczba mieszkańców planety Ziemi rośnie z każdym rokiem, co powoduje, że zapotrzebowanie na energię rośnie w tym samym stopniu. Wdrażane są coraz bardziej zrównoważone formy wytwarzania energii, aby proces ten nie stwarzał problemów dla środowiska w przyszłości.

Chociaż elektrownie wodne, geotermalne, wiatrowe i słoneczne są czystymi i skutecznymi opcjami, istnieją ograniczenia dla każdej z nich. Nie wszystkie rzeki można przekształcić w duże zbiorniki, tak jak określone regiony planety są w stanie zastosować rozwiązania wykorzystujące wiatr lub temperaturę powierzchni.

Uzyskanie energii słonecznej jest stosunkowo łatwe, ale wydajność paneli zmienia się w zależności od odległości od słońca, co sprawia, że ​​jedna płyta umieszczona na linii Equator może generować więcej energii niż jedna umieszczona w Kanadzie. Po umieszczeniu paneli w kosmosie wydajność dramatycznie by wzrosła, ponieważ słońce nigdy tam nie zachodzi - i ta możliwość nie wydaje się być tak daleka od rzeczywistości.

Rośliny orbitalne

Pomysł umieszczenia paneli słonecznych w przestrzeni do wytwarzania energii jest dyskutowany od lat siedemdziesiątych, ale organizacja i koszt kontraktu sprawiły, że projekt zawsze pozostaje marzeniem. Rozwój technologii, który umożliwił masową produkcję małych satelitów i ponowne wykorzystanie rakiet, doprowadził do ponownego rozważenia tego rozwiązania.

Istnieje wiele pomysłów na temat pozyskiwania i przesyłania energii elektrycznej z kosmosu, ale w zasadzie wszystkie one rozważają wykorzystanie tysięcy satelitów, umieszczonych na orbicie geosynchronicznej. Część z nich byłaby odpowiedzialna za koncentrację i kierowanie światła słonecznego na panele nadal w przestrzeni, które wytwarzałyby elektryczność i przekształcałyby ją w kuchenki mikrofalowe o niskiej intensywności, które byłyby następnie przekazywane do dużych okrągłych odbiorników w ziemi.

Choć brzmi to bardzo zaawansowane, technologia zastosowana do zasilania w ten sposób jest stosunkowo prosta. Potwierdza to badacz NASA John Mankins, który w 2011 roku otrzymał fundusze na uszczegółowienie koncepcji kosmicznej elektrowni słonecznej. Dla niego dużymi przeszkodami są inwestycja początkowa i rzeczywista potrzeba rozwiązania w tej chwili.

Koszt wdrożenia takiego rozwiązania nie jest największy. Mankins, a także inni badacze szacują, że za 5 miliardów dolarów można by uruchomić kosmiczną elektrownię słoneczną. Jeśli porównamy to z 28 miliardami dolarów wydanymi na zaporę Three Gorges Dam w Chinach lub 4, 7 miliarda dolarów wydanymi na kompleks wytwarzania energii jądrowej Watts Bar, którego ukończenie zajęło 43 lata, widzimy co nie jest czymś nierealnym.

Jednym z największych wyzwań tego nowego rozwiązania jest stworzenie warunków, w których koszt produkcji energii będzie pasował do innych dostępnych opcji, twierdzi Gary Spinark, dyrektor generalny Solaren.

Solaren i przyszłość energii

Firma już produkuje i sprzedaje energię w stanie Kalifornia, ale jej głównym celem jest rozpoczęcie operacji wytwarzania energii w kosmosie. Przeprowadzono już negocjacje z inwestorami i rejestracje patentów, a Spinark ma nadzieję przekonać niektórych inwestorów, by postawili na budowie pilotażową instalację o mocy 250 MW, która ma zostać zainstalowana do 2023 r.

To rozmieszczenie przypada na jeden z najistotniejszych punktów, gdy mówimy o rakietach, czyli o wadze. O ile koszt startu drastycznie spadł w ostatnich czasach, każdy funt liczy się, gdy chcemy umieścić sprzęt na orbicie. Właśnie dlatego inżynier Paul Jaffe z US Naval Research Laboratory chce zoptymalizować wielkość modułów odbierających światło słoneczne i przesyłających energię.

Chociaż istnieje możliwość wystrzelenia sprzętu z rakietą wielokrotnego użytku, powstają plany oparte na użyciu tradycyjnych pojazdów. A jednak potrzebne będą niektóre wydania, aby zmobilizować całą strukturę.

Początek gwiazdy śmierci?

Jaffe mówi, że najczęściej zadawanym pytaniem na temat systemu jest: czy ta wiązka nie dociera do ptaków i samolotów? Według niego nie ma problemu, ponieważ ta sama częstotliwość byłaby wykorzystywana w naszych telefonach komórkowych. Ponadto istnieje kilka przepisów na ten temat, które zapobiegają przekształceniu anteny w promień śmierci.

Krytycy tego rozwiązania, w tym słynny CEO Tesli, Elon Musk, twierdzą, że proces konwersji energii powoduje, że ostateczny koszt jest zbyt wysoki. Ale Jaffe wierzy, że istniejąca technologia wystarczy, aby uruchomić system z realistycznymi wartościami.

Dla Mankinsa z NASA jest to rozwiązanie, które powinno otrzymać więcej inwestycji publicznych, ponieważ wraz ze wzrostem liczby ludności na świecie nie będzie możliwe obniżenie emisji dwutlenku węgla przy użyciu obecnych rozwiązań. Generowanie czystej energii jest niezbędne, aby agresja ludzi nie miała nieodwracalnego wpływu na przyrodę.

***

Czy znasz biuletyn Mega Curioso? Co tydzień produkujemy ekskluzywne treści dla miłośników największych osobliwości i dziwactw tego wielkiego świata! Zarejestruj swój adres e-mail i nie przegap tego sposobu na pozostanie w kontakcie!