Storbritannien kan bygge et solkraftværk på 16 milliarder pund i rummet. Her er, hvordan det ville fungere

Det er den britiske regering efter sigende overvejer et forslag på 16 milliarder pund om at bygge et solcelleanlæg i rummet.

Ja, du læste rigtigt. Rumbaseret solenergi er en af ​​de teknologier, der findes i regeringens Net Zero Innovation Portfolio. Det er blevet identificeret som en potentiel løsning, sammen med andre, for at hjælpe Storbritannien med at opnå netto nul i 2050.

Men hvordan ville en solcelleanlæg i rummet arbejde? Hvad er fordelene og ulemperne ved denne teknologi?

Rumbaseret solenergi går ud på at indsamle solenergi i rummet og overføre den til Jorden. Selvom ideen i sig selv ikke er ny, har de seneste teknologiske fremskridt gjort denne udsigt mere opnåelig.

Det rumbaserede solenergisystem involverer en solenergisatellit - et enormt rumfartøj udstyret med solpaneler. Disse paneler genererer elektricitet, som derefter trådløst transmitteres til Jorden gennem højfrekvente radiobølger. En jordantenne, kaldet en rektenne, bruges til at omdanne radiobølgerne til elektricitet, som derefter leveres til elnettet.

Et rumbaseret solkraftværk i kredsløb er oplyst af solen 24 timer i døgnet og kunne derfor generere elektricitet kontinuerligt. Dette repræsenterer en fordel i forhold til jordbaserede solenergisystemer (systemer på jorden), som kun kan producere elektricitet i løbet af dagen og afhænger af vejret.

Med den globale energiefterspørgsel forventes at stige med næsten 50 procent i 2050 kan rumbaseret solenergi være nøglen til at hjælpe med at imødekomme den voksende efterspørgsel på verdens energi sektor og tackling af den globale temperaturstigning.

Nogle udfordringer

Et rumbaseret solkraftværk er baseret på et modulært design, hvor et stort antal solcellemoduler samles af robotter i kredsløb. At transportere alle disse elementer ud i rummet er vanskeligt, dyrt og vil belaste miljøet.

vægt af solpaneler blev identificeret som en tidlig udfordring. Men dette er blevet løst gennem udviklingen af ultralette solceller (et solpanel består af mindre solceller).

Rumbaseret solenergi anses for at være teknisk mulig primært på grund af fremskridt inden for nøgleteknologier, herunder letvægtssolceller, trådløs kraftoverførsel, og rumrobotik.

Vigtigt er det, at det vil kræve mange opsendelser at samle blot ét rumbaseret solkraftværk. Selvom rumbaseret solenergi er designet til at reducere kulstofemissioner på lang sigt, er der betydelige emissioner forbundet med rumopsendelser, såvel som omkostninger.

Raketter er i øjeblikket ikke fuldt genanvendelige, selvom virksomheder gerne Space X arbejder på at ændre dette. At kunne genbruge affyringssystemer fuldt ud ville reducere de samlede omkostninger ved rumbaseret solenergi betydeligt.

Hvis det lykkes os at bygge et rumbaseret solkraftværk, står driften også over for flere praktiske udfordringer. Solpaneler kan blive beskadiget af rumaffald. Desuden er paneler i rummet ikke afskærmet af Jordens atmosfære. At blive udsat for mere intens solstråling betyder, at de vil nedbrydes hurtigere end dem på Jorden, hvilket vil reducere den strøm, de er i stand til at generere.

effektivitet trådløs strømtransmission er et andet problem. Transmission af energi over store afstande (i dette tilfælde fra en solsatellit i rummet til jorden) er vanskelig. Baseret på den nuværende teknologi ville kun en lille del af den indsamlede solenergi nå Jorden.

Pilotprojekter er allerede i gang

Space Solar Power Project i USA udvikler man højeffektive solceller samt et konverterings- og transmissionssystem, der er optimeret til brug i rummet. USA Søforskningslaboratorium testede et solcellemodul og et strømkonverteringssystem i rummet i 2020. I mellemtiden har Kina annonceret fremskridt med deres Bishan rumsolenergistation, med det mål at have et fungerende system i 2035.

I Storbritannien anses en rumbaseret solenergiudvikling på 17 milliarder pund (inklusive driftsomkostninger) for at være et levedygtigt koncept baseret på den seneste Frazer-Nash konsulentrapport. Projektet forventes at starte med små forsøg, der fører til et solcelleanlæg i drift i 2040.

Solenergisatellitten ville være 1.7 kilometer i diameter og veje omkring 2,000 tons. Den jordbaserede antenne fylder meget; omkring 6.7 kilometer gange 13 kilometer. I betragtning af brugen af ​​jord i hele Storbritannien, er det mere sandsynligt, at det bliver placeret offshore.

Denne satellit ville levere 2 gigawatt strøm til Storbritannien. Selvom dette er et betydeligt beløb, er det et lille bidrag til Storbritanniens produktionskapacitet, hvilket er omkring 76 gigawatt.

Med ekstremt høje startomkostninger og langsomt investeringsafkast ville projektet kræve betydelige statslige ressourcer såvel som investeringer fra private virksomheder.

Men efterhånden som teknologien udvikler sig, vil omkostningerne ved rumlancering og -fremstilling støt falde. Og omfanget af projektet vil give mulighed for massefremstilling, hvilket burde drive omkostningerne noget ned.

Hvorvidt rumbaseret solenergi kan hjælpe os med at nå netto nul i 2050, skal vise sig. Andre teknologier, såsom forskelligartet og fleksibel energilagring, brint og vækst i vedvarende energisystemer er bedre forstået og kan lettere anvendes.

På trods af udfordringerne, rumbaseret solenergi er en forløber for spændende forsknings- og udviklingsmuligheder. I fremtiden vil teknologien sandsynligvis spille en vigtig rolle i den globale energiforsyning.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs oprindelige artikel.

Billede Credit: NASA, Public domain, via Wikimedia Commons

• Coinsmart. Europas bedste Bitcoin og Crypto Exchange.
• Platoblokkæde. Web3 Metaverse Intelligence. Viden forstærket. FRI ADGANG.
• CryptoHawk. Altcoin radar. Gratis prøveversion.
• Kilde: https://singularityhub.com/2022/03/18/a-solar-power-station-in-space-heres-how-it-would-work-and-its-potential-benefits/