Lidé se chystají začít sklízet sluneční energii z vesmíru

Výzkumníci z Kalifornského technologického institutu se zapsali do historie obnovitelné energie tím, že vyslali solární panely do vesmíru, aby sbíraly sluneční energii z oběžné dráhy, informoval Newsweek na svých webových stránkách 5. ledna.

3. ledna výzkumníci z Caltechu úspěšně spustili Space Solar Power Demonstrator (SSPD). Jedná se o prototyp kosmické lodi, která sbírá sluneční energii nezávisle na atmosféře a denním cyklu. Kosmická loď použije bezdrátový přenos k odeslání sluneční energie zpět na Zemi.

Solární panely na Zemi využívají fotovoltaický efekt k přeměně slunečního záření přímo na elektřinu. Při tom fotony narazí na křemíkový fotovoltaický článek, způsobí vyražení elektronů z atomů, čímž vznikne elektrický proud. Energii lze také získávat ze slunečního světla pomocí technologie koncentrované solární tepelné energie (CSP), která využívá zrcadla nebo čočky ke shromažďování slunečního světla a jeho přeměně na teplo, případně k výrobě vysokoteplotní páry, která se pomocí turbínových generátorů přeměňuje na elektřinu.

V roce 2021 bude solární energie tvořit 4 procenta světové výroby elektřiny.

Velkou nevýhodou solární energie na Zemi je však to, že dokáže sbírat energii pouze ve dne a účinnost výroby elektřiny je ovlivněna ročními obdobími a oblačností. Těmto problémům se lze ve vesmíru vyhnout.

SSPD se skládá ze tří složek, z nichž každá bude podrobena samostatnému experimentu. Prvním experimentem je Deployable In-Orbit Ultralight Composite Experiment (DOLCE), který otestuje nasazení modulární kosmické lodi, 6 stop (1,83 m) čtvercové struktury, která otestuje mechanismy potřebné k případnému uvolnění shluku třídy jednoho kilometru. kosmická loď. Druhým experimentem je ALBA, která otestuje, které z 32 různých typů fotovoltaických článků jsou ve vesmíru nejúčinnější. Posledním experimentem je Microwave Array for Power Transfer in Low Orbit Experiment (MAPLE), který bude testovat využití mikrovln k přenosu energie.

Existuje však řada důležitých milníků, které je třeba překonat, aby byla tato nově vznikající technologie uvedena do provozu.

Kevin Trenberth, klimatický vědec a významný učenec z Národního centra pro výzkum atmosféry, řekl novinářům: „Největší výzvou je podle mého názoru přenést sluneční energii zpět na Zemi bez velkých ztrát nebo jiných problémů během této doby (jako je např. sloup slunečního světla dopadající mimo zamýšlenou oblast).

Ve vesmíru, kde není vzduch, by to neměl být problém," řekl. K rozptylu však může dojít, kdykoli je ovlivněno atmosférickými atomy (nabitými atomy v ionosféře) a molekulami."

Trenberth říká, že nejzávažnější problémy pravděpodobně způsobí vodní pára, která absorbuje sluneční světlo a produkuje určité lokalizované teplo. To oslabuje přenos energie a její účinnost.

Některé oblasti Země, jako jsou subtropy, mají méně vodní páry a mohly by poskytnout nějaký druh okna," říká. Ale nevím, jak tato okna na rotující Zemi zacílit a efektivně využít. tomuto problému se lze do určité míry vyhnout přeměnou sluneční energie na mikrovlnnou energii, kterou lze relativně snadno přenášet atmosférou, pokud není ovlivněna dešťovými kapkami nebo částicemi.Na Zemi se mikrovlnné věže používají k vyzařování energie v rozsahu asi 10 míle (asi 16 kilometrů), spíše než stovky mil."

Řekl: "Velkým problémem je, že solární energie se spíše šíří všemi směry, než aby se shromažďovala. Lepší agregace by bylo možné dosáhnout pomocí obrovských antén, ale i to by vyžadovalo obrovské přijímače."

I když se zjistí, že tato technologie funguje, někteří si nemyslí, že bude přijata.

Thomas White, vědec v oblasti solárních článků a docent na univerzitě v Sydney v Austrálii, řekl novinářům: „Je pro mě těžké si představit, jak by tento přístup mohl konkurovat fotovoltaické energii na planetě, i když náklady na skladování zohledníme. poskytnout 24-hodinovou zásobu.“

Řekl: „I když existují některé velmi optimistické scénáře budoucího technologického vývoje, (nedávná analýza nákladů a přínosů zadaná Evropskou kosmickou agenturou) naznačuje, že její potenciální vyrovnané náklady na elektřinu (LCOE) se budou pohybovat mezi 3,8 a 10,6 euro centy za kWh do roku 2045. Současné LCOE pro FV na planetě se již pohybují kolem 3 eurocentů za kWh a meziročně se snižují, takže do roku 2045 budou výrazně pod touto cenou. Rychle klesají i náklady na skladování energie.“

Pokud budou solární články ve vesmíru úspěšné, budou muset podle Whitea konkurovat stávajícím technologiím, které jsou již dobře pochopeny a osvědčeny jako jeden z nejlevnějších způsobů výroby elektřiny a jsou na velmi předvídatelné cestě k nižším nákladům.