Το Ηνωμένο Βασίλειο μπορεί να κατασκευάσει έναν ηλιακό σταθμό παραγωγής ενέργειας 16 δισεκατομμυρίων λιρών στο Διάστημα. Δείτε πώς θα λειτουργούσε

Η κυβέρνηση του Ηνωμένου Βασιλείου είναι σύμφωνα με πληροφορίες μια πρόταση 16 δισεκατομμυρίων λιρών για την κατασκευή ενός ηλιακού σταθμού στο διάστημα.

Ναι, το διάβασες σωστά. Η ηλιακή ενέργεια που βασίζεται στο διάστημα είναι μία από τις τεχνολογίες που πρέπει να παρουσιάζονται στην κυβέρνηση Χαρτοφυλάκιο Net Zero Innovation. Έχει αναγνωριστεί ως πιθανή λύση, μαζί με άλλες, για να βοηθήσει το Ηνωμένο Βασίλειο να επιτύχει το καθαρό μηδέν έως το 2050.

Αλλά πώς θα α ηλιακός σταθμός παραγωγής ενέργειας στο διάστημα δουλειά? Ποια είναι τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα αυτής της τεχνολογίας;

Ηλιακή ενέργεια με βάση το διάστημα περιλαμβάνει τη συλλογή ηλιακής ενέργειας στο διάστημα και τη μεταφορά της στη Γη. Αν και η ίδια η ιδέα δεν είναι νέα, οι πρόσφατες τεχνολογικές εξελίξεις έχουν κάνει αυτήν την προοπτική πιο εφικτή.

Το διαστημικό σύστημα ηλιακής ενέργειας περιλαμβάνει έναν δορυφόρο ηλιακής ενέργειας — ένα τεράστιο διαστημόπλοιο εξοπλισμένο με ηλιακά πάνελ. Αυτά τα πάνελ παράγουν ηλεκτρική ενέργεια, η οποία στη συνέχεια μεταδίδεται ασύρματα στη Γη μέσω ραδιοκυμάτων υψηλής συχνότητας. Μια επίγεια κεραία, που ονομάζεται rectenna, χρησιμοποιείται για τη μετατροπή των ραδιοκυμάτων σε ηλεκτρική ενέργεια, η οποία στη συνέχεια παραδίδεται στο ηλεκτρικό δίκτυο.

Ένας διαστημικός σταθμός ηλιακής ενέργειας σε τροχιά φωτίζεται από τον ήλιο 24 ώρες το XNUMXωρο και ως εκ τούτου θα μπορούσε να παράγει ηλεκτρική ενέργεια συνεχώς. Αυτό αντιπροσωπεύει ένα πλεονέκτημα έναντι των επίγειων συστημάτων ηλιακής ενέργειας (συστήματα στη Γη), τα οποία μπορούν να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια μόνο κατά τη διάρκεια της ημέρας και εξαρτώνται από τις καιρικές συνθήκες.

Με την παγκόσμια ζήτηση ενέργειας που προβλέπεται να αυξηθεί κατά σχεδόν 50 τοις εκατό έως το 2050, η ηλιακή ενέργεια που βασίζεται στο διάστημα θα μπορούσε να είναι το κλειδί για την κάλυψη της αυξανόμενης ζήτησης στον κόσμο ενέργεια τομέα και την αντιμετώπιση της αύξησης της παγκόσμιας θερμοκρασίας.

Μερικές Προκλήσεις

Ένας διαστημικός σταθμός ηλιακής ενέργειας βασίζεται σε ένα αρθρωτό σχέδιο, όπου ένας μεγάλος αριθμός ηλιακών μονάδων συναρμολογείται από ρομπότ σε τροχιά. Η μεταφορά όλων αυτών των στοιχείων στο διάστημα είναι δύσκολη, δαπανηρή και θα επηρεάσει αρνητικά το περιβάλλον.

Η βάρος των ηλιακών συλλεκτών αναγνωρίστηκε ως μια πρώιμη πρόκληση. Αλλά αυτό έχει αντιμετωπιστεί μέσω της ανάπτυξης του υπερελαφριά ηλιακά κύτταρα (ένα ηλιακό πάνελ περιλαμβάνει μικρότερες ηλιακές κυψέλες).

Η ηλιακή ενέργεια που βασίζεται στο διάστημα θεωρείται τεχνικά εφικτή κυρίως λόγω της προόδου σε βασικές τεχνολογίες, συμπεριλαμβανομένων των ελαφρών ηλιακών κυψελών, ασύρματη μετάδοση ισχύοςκαι διαστημική ρομποτική.

Είναι σημαντικό ότι η συναρμολόγηση έστω και ενός διαστημικού σταθμού ηλιακής ενέργειας θα απαιτήσει πολλές εκτοξεύσεις. Αν και η ηλιακή ενέργεια που βασίζεται στο διάστημα έχει σχεδιαστεί για να μειώνει τις εκπομπές άνθρακα μακροπρόθεσμα, υπάρχουν σημαντικές εκπομπές που σχετίζονται με τις εκτοξεύσεις στο διάστημα, καθώς και το κόστος.

Οι πύραυλοι δεν είναι επί του παρόντος πλήρως επαναχρησιμοποιήσιμοι, αν και οι εταιρείες θέλουν Space X εργάζονται για την αλλαγή αυτού. Η δυνατότητα πλήρους επαναχρησιμοποίησης συστημάτων εκτόξευσης θα μείωνε σημαντικά το συνολικό κόστος της ηλιακής ενέργειας που βασίζεται στο διάστημα.

Εάν καταφέρουμε να κατασκευάσουμε με επιτυχία έναν ηλιακό σταθμό παραγωγής ενέργειας στο διάστημα, η λειτουργία του αντιμετωπίζει επίσης αρκετές πρακτικές προκλήσεις. Οι ηλιακοί συλλέκτες μπορεί να καταστραφούν από διαστημικά συντρίμμια. Επιπλέον, τα πάνελ στο διάστημα δεν προστατεύονται από την ατμόσφαιρα της Γης. Το να εκτίθενται σε πιο έντονη ηλιακή ακτινοβολία σημαίνει ότι θα υποβαθμιστεί ταχύτερα από αυτά στη Γη, γεγονός που θα μειώσει την ισχύ που μπορούν να παράγουν.

Η αποδοτικότητα της ασύρματης μετάδοσης ενέργειας είναι ένα άλλο ζήτημα. Η μετάδοση ενέργειας σε μεγάλες αποστάσεις (σε αυτή την περίπτωση από έναν ηλιακό δορυφόρο στο διάστημα στο έδαφος) είναι δύσκολη. Με βάση την τρέχουσα τεχνολογία, μόνο ένα μικρό κλάσμα της συλλεγόμενης ηλιακής ενέργειας θα έφτανε στη Γη.

Τα πιλοτικά έργα είναι ήδη σε εξέλιξη

Η Έργο Διαστημικής Ηλιακής Ενέργειας στις ΗΠΑ αναπτύσσει ηλιακά κύτταρα υψηλής απόδοσης καθώς και ένα σύστημα μετατροπής και μετάδοσης βελτιστοποιημένο για χρήση στο διάστημα. Οι ΗΠΑ Εργαστήριο Ναυτικής Έρευνας δοκίμασε μια ηλιακή μονάδα και ένα σύστημα μετατροπής ισχύος στο διάστημα το 2020. Εν τω μεταξύ, η Κίνα ανακοίνωσε πρόοδο στις Διαστημικός σταθμός ηλιακής ενέργειας Bishan, με στόχο να έχουμε ένα λειτουργικό σύστημα έως το 2035.

Στο Ηνωμένο Βασίλειο, μια ανάπτυξη ηλιακής ενέργειας με βάση το διάστημα 17 δισεκατομμυρίων λιρών (συμπεριλαμβανομένων των λειτουργικών δαπανών) θεωρείται βιώσιμη ιδέα με βάση την πρόσφατη Έκθεση Frazer-Nash Consultancy. Το έργο αναμένεται να ξεκινήσει με μικρές δοκιμές, που θα οδηγήσουν σε λειτουργικό σταθμό ηλιακής ενέργειας το 2040.

Ο δορυφόρος ηλιακής ενέργειας θα είχε διάμετρο 1.7 χιλιομέτρων, ζυγίζοντας περίπου 2,000 τόνους. Η επίγεια κεραία καταλαμβάνει πολύ χώρο. περίπου 6.7 χιλιόμετρα επί 13 χιλιόμετρα. Δεδομένης της χρήσης γης σε ολόκληρο το Ηνωμένο Βασίλειο, είναι πιο πιθανό να τοποθετηθεί σε υπεράκτιες περιοχές.

Αυτός ο δορυφόρος θα παρέδιδε ισχύ 2 γιγαβάτ στο Ηνωμένο Βασίλειο. Αν και αυτό είναι ένα σημαντικό ποσό, είναι μια μικρή συμβολή στην παραγωγική ικανότητα του ΗΒ, η οποία είναι περίπου 76 γιγαβάτ.

Με εξαιρετικά υψηλό αρχικό κόστος και αργή απόδοση της επένδυσης, το έργο θα χρειαζόταν σημαντικούς κρατικούς πόρους καθώς και επενδύσεις από ιδιωτικές εταιρείες.

Αλλά καθώς η τεχνολογία προχωρά, το κόστος της εκτόξευσης και της κατασκευής στο διάστημα θα μειώνεται σταθερά. Και η κλίμακα του έργου θα επιτρέψει τη μαζική παραγωγή, η οποία θα μειώσει κάπως το κόστος.

Το αν η ηλιακή ενέργεια που βασίζεται στο διάστημα μπορεί να μας βοηθήσει να πετύχουμε το καθαρό μηδέν μέχρι το 2050, μένει να το δούμε. Άλλες τεχνολογίες, όπως ποικίλη και ευέλικτη αποθήκευση ενέργειας, υδρογόνο και ανάπτυξη συστήματα ανανεώσιμων πηγών ενέργειας είναι καλύτερα κατανοητά και μπορούν να εφαρμοστούν πιο εύκολα.

Παρά τις προκλήσεις, διαστημική ηλιακή ενέργεια είναι ένας πρόδρομος για συναρπαστικές ευκαιρίες έρευνας και ανάπτυξης. Στο μέλλον, η τεχνολογία είναι πιθανό να διαδραματίσει σημαντικό ρόλο στον παγκόσμιο εφοδιασμό ενέργειας.

Αυτό το άρθρο αναδημοσιεύθηκε από το Η Συνομιλία υπό την άδεια Creative Commons. Διαβάστε το αρχικό άρθρο.

Image Credit: NASA, Δημόσιος τομέας, μέσω Wikimedia Commons

• Coinsmart. Το καλύτερο ανταλλακτήριο Bitcoin και Crypto στην Ευρώπη.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. ΕΛΕΥΘΕΡΗ ΠΡΟΣΒΑΣΗ.
• CryptoHawk. Ραντάρ Altcoin. Δωρεάν δοκιμή.
• Πηγή: https://singularityhub.com/2022/03/18/a-solar-power-station-in-space-heres-how-it-would-work-and-its-potential-benefits/