Ljudje bodo kmalu začeli pridobivati ​​sončno energijo iz vesolja

Raziskovalci na Kalifornijskem inštitutu za tehnologijo so se zapisali v zgodovino obnovljivih virov energije s pošiljanjem sončnih kolektorjev v vesolje za zbiranje sončne energije iz orbite, poroča Newsweek na svoji spletni strani 5. januarja.

3. januarja so raziskovalci Caltecha uspešno izstrelili vesoljski demonstrator sončne energije (SSPD). To je prototip vesoljskega plovila, ki zbira sončno energijo neodvisno od atmosfere in dnevnega cikla. Vesoljsko plovilo bo uporabljalo brezžični prenos za pošiljanje sončne energije nazaj na Zemljo.

Sončne plošče na Zemlji uporabljajo fotonapetostni učinek za pretvarjanje sončne svetlobe neposredno v električno energijo. Pri tem fotoni zadenejo silicijevo fotonapetostno celico, kar povzroči izbijanje elektronov iz atomov in tako ustvari električni tok. Energijo je mogoče pridobivati ​​iz sončne svetlobe tudi s tehnologijo koncentrirane sončne toplote (CSP), ki uporablja zrcala ali leče za zbiranje sončne svetlobe in omogoča njeno pretvorbo v toploto, sčasoma pa proizvede visokotemperaturno paro, ki se pretvori v električno energijo prek turbinskih generatorjev.

Leta 2021 bo sončna energija predstavljala 4 odstotke svetovne proizvodnje električne energije.

Vendar pa je velika pomanjkljivost sončne energije na Zemlji ta, da lahko zbira energijo le podnevi, na učinkovitost proizvodnje električne energije pa vplivajo letni časi in oblačnost. Tem težavam se je mogoče izogniti v vesolju.

SSPD je sestavljen iz treh komponent, od katerih bo vsaka predmet ločenega poskusa. Prvi poskus je Deployable In-Orbit Ultralight Composite Experiment (DOLCE), ki bo testiral namestitev modularnega vesoljskega plovila, 6ft (1,83m) kvadratne strukture, ki bo testirala mehanizme, potrebne za končno sprostitev grozda razreda enega kilometra. vesoljsko plovilo. Drugi eksperiment je ALBA, s katerim bodo testirali, katere od 32 različnih vrst fotonapetostnih celic so najbolj učinkovite v vesolju. Končni poskus je eksperiment mikrovalovnega niza za prenos energije v nizki orbiti (MAPLE), ki bo testiral uporabo mikrovalov za prenos energije.

Vendar pa je treba preseči številne pomembne mejnike, da bo ta nastajajoča tehnologija začela delovati.

Kevin Trenberth, podnebni znanstvenik in ugledni znanstvenik v Nacionalnem centru za raziskave atmosfere, je povedal novinarjem: "Po mojem mnenju je največji izziv prenašati sončno energijo nazaj na Zemljo brez velikih izgub ali drugih težav v tem času (kot je npr. steber sončne svetlobe, ki pade izven predvidenega območja)."

To ne bi smel biti problem v vesolju, kjer ni zraka," je dejal. Toda sipanje se lahko zgodi, kadar koli nanj vplivajo atmosferski atomi (nabiti atomi v ionosferi) in molekule."

Trenberth pravi, da bo najresnejše težave verjetno povzročila vodna para, ki absorbira sončno svetlobo in proizvaja nekaj lokalne toplote. To oslabi prenos energije in njeno učinkovitost.

Nekatera območja Zemlje, kot so subtropi, imajo manj vodne pare in bi lahko zagotovila nekakšno okno," pravi. Vendar ne vem, kako ciljati in učinkovito uporabiti ta okna na rotirajoči Zemlji. Zdaj, tej težavi se je mogoče do neke mere izogniti s pretvorbo sončne energije v mikrovalovno energijo, ki se lahko razmeroma enostavno prenaša skozi ozračje, razen če nanjo vplivajo dežne kaplje ali delci.Na Zemlji se mikrovalovni stolpi uporabljajo za oddajanje energije v obsegu približno 10 milj (približno 16 kilometrov), namesto na stotine milj."

Rekel je: "Velika težava je, da se sončna energija širi v vse smeri, namesto da bi se zbirala skupaj. Boljše združevanje bi lahko dosegli z ogromnimi antenami, vendar bi tudi to zahtevalo ogromne sprejemnike."

Tudi če se ugotovi, da ta tehnologija deluje, nekateri mislijo, da je ne bodo sprejeli.

Thomas White, znanstvenik za sončne celice in izredni profesor na Univerzi v Sydneyju v Avstraliji, je povedal novinarjem: "Težko si predstavljam, kako bi lahko ta pristop konkuriral fotovoltaični energiji na planetu, tudi če upoštevamo stroške shranjevanja zagotoviti 24-urno zalogo."

Rekel je: "Čeprav obstaja nekaj zelo optimističnih scenarijev za prihodnji tehnološki razvoj, (nedavna analiza stroškov in koristi, ki jo je naročila Evropska vesoljska agencija) kaže, da bodo njeni potencialni izravnani stroški električne energije (LCOE) med 3,8 in 10,6 centov na kWh do leta 2045. Trenutni LCOE za PV na planetu je že okoli 3 evrske cente na kWh in se iz leta v leto zmanjšuje, tako da bo do leta 2045 precej pod to ceno. Tudi stroški shranjevanja energije hitro padajo.«

Če bodo vesoljske sončne celice uspešne, je dejal White, bodo morale tekmovati z obstoječimi tehnologijami, ki so že dobro razumljene in na terenu dokazane kot eden najcenejših načinov za proizvodnjo električne energije in so na zelo predvidljivi poti do nižjih stroškov.