Η ηλιακή ενέργεια που βασίζεται στο διάστημα επιστρέφει στο τραπέζι

2
Η ηλιακή ενέργεια που βασίζεται στο διάστημα επιστρέφει στο τραπέζι

Εκπέμπει ηλιακή ενέργεια από το διάστημα στη Γη; Μη γελάς. Η ιδέα – που κάποτε διαγράφηκε ως τεχνικά και οικονομικά ανεφάρμοστη – εξετάζεται ενεργά από πολλές χώρες, συμπεριλαμβανομένων των ΗΠΑ, της Κίνας, της Κορέας, της Ιαπωνίας και του Ηνωμένου Βασιλείου. Συμμετέχει επίσης ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Διαστήματος. Τον Ιανουάριο, η ESA δήλωσε ότι θα χρηματοδοτήσει 13 από τις 85 προτάσεις που έλαβε μετά από πρόσκληση υποβολής ιδεών σχετικά με την ηλιακή ενέργεια που βασίζεται στο διάστημα (SBSP).

Πάνω του δικτυακός τόπος, λέει η ESA, «Φτάνοντας «κοντά στις θεωρητικές αποδόσεις μετάδοσης μέσω ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων (50–60%)… θα μπορούσαμε να παράγουμε περίπου 400 W ηλεκτρικής ενέργειας ανά τετραγωνικό μέτρο στους δέκτες της Γης, που είναι περίπου δύο έως τρεις φορές το ποσό που θα μπορούσε να λάβει από την ίδια περιοχή επίγεια φωτοβολταϊκά πάνελ». Ένας από τους κρίσιμους παράγοντες υπέρ του SBSP είναι ότι λειτουργεί 24 ώρες την ημέρα, πράγμα που σημαίνει — θεωρητικά — δεν θα χρειάζονταν μεγάλες εγκαταστάσεις αποθήκευσης μπαταριών και η ενέργεια που εκπέμπεται από πάνω θα είναι συνεχής όλη μέρα κάθε μέρα.

Το Υπουργείο Επιχειρήσεων, Ενέργειας και Βιομηχανικής Στρατηγικής του Ηνωμένου Βασιλείου ανέθεσε μια μελέτη από την Frazer-Nash Consultancy που κυκλοφόρησε τον Σεπτέμβριο του 2021. Με τίτλο Ηλιακή ενέργεια βασισμένη στο διάστημα—Απομακρύνοντας τον κίνδυνο της διαδρομής προς το καθαρό μηδέν, η μελέτη προσδιόρισε τα ακόλουθα ως οδηγούς με ανανεωμένο ενδιαφέρον για το SBSP.

  • Υπάρχει τώρα μια νέα πολιτική βούληση, καθώς οι χώρες αναζητούν ποικίλες τεχνολογίες για να απελευθερώσουν τις οικονομίες τους από άνθρακα και να φτάσουν στο καθαρό μηδέν έως το 2050.
  • Το κόστος των εκτοξεύσεων εμπορικού διαστήματος έχει μειωθεί δραματικά καθώς ιδιωτικές εταιρείες εισέρχονται στην αγορά.
  • Νέοι δορυφορικοί δορυφόροι υψηλής αρθρωτής στερεάς κατάστασης, όπως SPS-Alpha και CASSIOPeiA, έχουν σχεδιαστεί για εμπορική κατασκευή μεγάλου όγκου. Αυτό μειώνει επίσης το κόστος.
  • Οι τεχνολογίες που απαιτούνται για να γίνει πραγματικότητα το SBSP έχουν ωριμάσει. Αυτά περιλαμβάνουν ηλιακά φωτοβολταϊκά πάνελ (PV) υψηλής συγκέντρωσης, ασύρματη μετάδοση ενέργειας και διαστημική ρομποτική.
  • Οι χώρες θεωρούν την ικανότητά τους να παρέχουν απεριόριστη οικονομικά προσιτή ενέργεια από το διάστημα σε οποιοδήποτε σημείο του πλανήτη ως τρόπο μόχλευσης της παγκόσμιας επιρροής, όπως αποδεικνύεται από το γεγονός ότι όχι μόνο η Βρετανία και η Ευρώπη ανανέωσαν πρόσφατα το ενδιαφέρον τους αλλά και οι ΗΠΑ, η Κίνα, η Ιαπωνία και Νότια Κορέα.

Αυτή η μελέτη διαπίστωσε ότι το ισοπεδωμένο κόστος ενέργειας από την ηλιακή ενέργεια που βασίζεται στο διάστημα θα ήταν χαμηλότερο από τις περισσότερες συμβατικές πηγές θερμικής παραγωγής και μόνο ελαφρώς υψηλότερο από την ηλιακή και την αιολική ενέργεια.

ηλιακή ενέργεια με βάση το διάστημα

Πίστωση εικόνας: UK.gov

Πρωτοβουλίες ηλιακής ενέργειας που βασίζονται στο διάστημα

Σύμφωνα με Ο λόφος, η Κίνα αναμένει να εκτοξεύσει έναν δορυφόρο έως το 2028 που θα χρησιμεύσει ως βάση δοκιμών για το SBSP. Με βάση τα διδάγματα που αντλήθηκαν από αυτόν τον πρώτο δορυφόρο, θα εκτοξεύσει έναν ενημερωμένο δορυφόρο περίπου 2 χρόνια αργότερα. Μετά από μια σειρά αναβαθμίσεων, η κινεζική κυβέρνηση ελπίζει να στείλει εμπορικά οικονομικά προσιτή ενέργεια από έναν διαστημικό σταθμό που μέχρι τότε θα παράγει τόση ενέργεια ως τρέχον πυρηνικό εργοστάσιο έως το 2050. Το Ερευνητικό Ινστιτούτο Συνεργασίας Καινοτομίας Τσονγκκίν για Πολιτική και Στρατιωτική Ένταξη της Κίνας έχει πραγματοποιήσει πειράματα δέσμης ισχύος και κατασκευάζει μια εγκατάσταση δοκιμών SBSP, αναφέρει η Journal of Petroleum Technology.

Η Πολεμική Αεροπορία των ΗΠΑ είναι σχεδιάζει την εκτόξευση της δικής της δοκιμαστικής αποστολής «power-beaming». — το οποίο θεωρεί ως μέσο για την τροφοδοσία των απομακρυσμένων βάσεων μάχης του μέλλοντος — έως το 2024, σύμφωνα με Space.com. Όπως συμβαίνει συχνά στις ΗΠΑ, η ώθηση για αυτήν την έρευνα είναι να βρεθούν τρόποι για να τροφοδοτήσουν στρατιωτικές επιχειρήσεις. Στον καταστροφικό πόλεμο στο Ιράκ υπέστησαν περισσότερες απώλειες από ανθρώπους που παρέδιδαν καύσιμα στις εμπρός επιχειρησιακές περιοχές παρά στην πραγματική μάχη.

Η μελέτη Frazer-Nash σημείωσε ότι «ένα αμυντικό ερευνητικό πρόγραμμα 180 εκατομμυρίων δολαρίων που καθοδηγείται από τη Northrop Grumman και το Ερευνητικό Εργαστήριο Πολεμικής Αεροπορίας των ΗΠΑ (AFRL) για την ανάπτυξη και επίδειξη τεχνολογίας συμπεριλαμβανομένων ελαφρών μονάδων PV/RF πάνελ σάντουιτς και ελαφρών επεκτεινόμενων καθρεπτών, στο πλαίσιο του SSPIDR (Space Solar-Power Incremental Development and Research) Project», βρίσκεται σε εξέλιξη. Το Εργαστήριο Ναυτικής Έρευνας των ΗΠΑ διεξήγαγε επίσης πειράματα συλλογής και μετατροπής ισχύος στο διάστημα χρησιμοποιώντας το διαστημικό αεροπλάνο X-37B. Η NASA ανέθεσε τη δική της μελέτη.

Το ΗΒ έχει δηλώσει ότι δύο συστήματα SBSP έχουν δείξει ότι η εκπομπή ενέργειας από το διάστημα είναι τεχνικά δυνατή. Το SPS-Alpha που σχεδιάστηκε από την Mankins Space Technology στις ΗΠΑ είναι ένα τέτοιο σύστημα. Το άλλο είναι το CASSIOPeiA (σταθερό διάφραγμα, στερεά κατάσταση, ολοκληρωμένη, τροχιακή συστοιχία φάσεων) που αναπτύχθηκε από την International Electric Company στο Ηνωμένο Βασίλειο. Και τα δύο είναι αρθρωτά σχέδια στερεάς κατάστασης που μπορούν να κατασκευαστούν μαζικά.

Ένα πρόσφατο άρθρο στο Forbes Σημείωσε ότι τα συστήματα ακτινοβολίας μικροκυμάτων θα μπορούσαν να μεταδώσουν έως και 1 GW ενέργειας σε επίγειους δέκτες, αρκετή για να τροφοδοτήσουν μια μεγάλη πόλη, ενώ τα συστήματα λέιζερ παράγουν 1 έως 10 MW ανά δορυφόρο και έτσι θα απαιτούσαν ένα δίκτυο εκατοντάδων δορυφόρων.

Το Takeaway

Εάν είστε έτοιμοι να απορρίψετε αυτήν την πρόσφατη αναζωπύρωση του ενδιαφέροντος για την ηλιακή ενέργεια που βασίζεται στο διάστημα ως απλώς μια άλλη άγρια ​​και τρελή ιδέα που δεν έχει καμία ελπίδα να πάει πουθενά – μην το κάνετε. Λάβετε υπόψη ότι το κόστος των ηλιακών συλλεκτών έχει μειωθεί κατά 99% από τότε που άρχισαν να διατίθενται. Τα πρώτα φώτα LED ήταν τόσο αχνά, που κανείς δεν πίστευε ποτέ ότι θα ήταν καλά για κάτι χρήσιμο. Οι ανεμογεννήτριες πριν από 40 χρόνια μοιάζουν με παιχνίδια σε σύγκριση με τις τεράστιες κατασκευές που κυκλοφορούν σήμερα στο διαδίκτυο.

Ποτέ μην λες ποτέ, με άλλα λόγια. Υπάρχουν θέματα φυσικά. Οι μικροσκοπικοί αστεροειδείς και η διαστημική σκόνη θα μπορούσαν να κάνουν τον όλεθρο με τους δορυφόρους. Οι ηλιακοί άνεμοι θα μπορούσαν να εκτρέψουν δέσμες μικροκυμάτων μακριά από τον εξοπλισμό λήψης στο έδαφος. Οι επισκευές και η συντήρηση στο χώρο είναι δύσκολες και δαπανηρές. Σαφώς, η εποχή της απεριόριστης ενέργειας από το διάστημα δεν είναι απλώς προ των πυλών. Ούτε όμως είναι κάτι που απέχει αιώνες.

Η μεγάλη πρόκληση είναι να εμποδίσουμε τα έθνη του κόσμου να ανατινάξουν το ένα το άλλο όσο περιμένουμε να φτάσουν οι ευλογίες της ηλιακής ενέργειας που βασίζεται στο διάστημα. Όχι μόνο αυτό, ο αντίκτυπος ενός πλανήτη που θερμαίνεται θα συνεχίσει να δημιουργεί ανατροπές στην ανθρώπινη κοινωνία. Είναι άσκοπο να μεταδίδονται τεράστιες ποσότητες ηλεκτρικής ενέργειας στα νοτιοδυτικά της Αμερικής, για παράδειγμα, εάν δεν υπάρχει νερό που να επιτρέπει στους ανθρώπους να ζουν στο Φοίνιξ, το Λας Βέγκας και τη νότια Καλιφόρνια. Ίσως υπάρχουν πιο σημαντικά ζητήματα για να βρουν οι άνθρωποι λύσεις από την ηλιακή ενέργεια που βασίζεται στο διάστημα.

Ο John Mankins είναι ένας πρώην επιστήμονας της NASA που ήταν στην πρώτη γραμμή της έρευνας για το SBSP τη δεκαετία του 1990 πριν εγκαταλειφθεί η ιδέα. Είναι επίσης το πρόσωπο πίσω από το σύστημα SPS-Alpha SBSP που εξετάζει η κυβέρνηση του Ηνωμένου Βασιλείου. Λέει Forbes, «Υπάρχει πάντα το ζήτημα της γεωπολιτικής. Επειδή όταν βρίσκεστε σε μια ισημερινή τροχιά, σε γεωστατική τροχιά της Γης, μπορείτε να δείτε μεγάλο μέρος της Γης από κάτω σας. Για μένα, είναι δύσκολο να οραματιστώ πώς θα υπήρχε ποτέ συμφωνία για να επιτραπεί κάτι τέτοιο».

Ίσως κάποια έρευνα για το πώς οι άνθρωποι μπορούν να ζήσουν μαζί συνεργατικά σε έναν βιώσιμο πλανήτη θα μπορούσε να είναι εξίσου σημαντική – αν όχι περισσότερο – από το να μάθουμε πώς να μεταδίδουμε ηλιακή ενέργεια από δορυφόρους στο διάστημα.


 

Δείτε το ολοκαίνουργιο μας Οδηγός ηλεκτρονικού ποδηλάτου. Αν είστε περίεργοι για τα ηλεκτρικά ποδήλατα, αυτό είναι το καλύτερο μέρος για να ξεκινήσετε το ταξίδι σας στην ηλεκτροκίνηση!


 

Εκτιμάτε την πρωτοτυπία και την κάλυψη ειδήσεων καθαρής τεχνολογίας της CleanTechnica; Εξετάστε το ενδεχόμενο να γίνετε Μέλος, Υποστηρικτής, Τεχνικός ή Πρεσβευτής της CleanTechnica — ή προστάτης στο Πατρέων.


 

Έχετε μια συμβουλή για την CleanTechnica, θέλετε να διαφημιστείτε ή θέλετε να προτείνετε έναν επισκέπτη για το podcast CleanTech Talk; Επικοινωνήστε μαζί μας εδώ.

Διαφήμιση




Schreibe einen Kommentar