اروپا در مورد تحقق انرژی خورشیدی مبتنی بر فضا جدی می شود

پیشنهاداتی برای پرتودهی انرژی خورشیدی پایین از فضا از دهه 1970 وجود داشته است، اما مدت هاست که این ایده چیزی بیشتر از یک داستان علمی تخیلی دیده می شود. با این حال، اکنون به نظر می رسد که اروپا در حال جدی شدن برای تحقق آن است.

انرژی خورشیدی مبتنی بر فضا (SBSP) شامل ساخت آرایه های عظیم از صفحات خورشیدی در مدار برای جمع آوری نور خورشید و سپس ارسال انرژی جمع آوری شده به زمین از طریق امواج مایکروویو یا لیزرهای پرقدرت است. این رویکرد دارای چندین مزیت نسبت به انرژی خورشیدی زمینی است، از جمله عدم وجود شب و آب و هوای نامناسب و فقدان جو برای کاهش نور خورشید. sیک

اما چالش مهندسی مربوط به ساخت چنین سازه‌های بزرگ در فضا و پیچیدگی‌های فن‌آوری‌های درگیر به این معناست که این ایده تاکنون روی تابلوی طراحی باقی مانده است. مدیر کل آژانس فضایی اروپا، جوزف اشباخر، می خواهد این را تغییر دهد.

Aschbacher که مدت‌ها حامی این فناوری بود، اخیراً برنامه‌هایی را برای یک فناوری جدید اعلام کرد تحقیق و توسعه برنامه صداed Solaris، که زمینه را برای یک نقش در مقیاس کامل فراهم خواهد کردlدر اواخر این قرن از فناوری خارج شد. این پیشنهاد در نشستی در ماه نوامبر به شورای ESA، که تصمیمات مالی آژانس را می گیرد، ارائه خواهد شد.

"مبتنی بر فضا sاولار pOwer گام مهمی به سوی بی طرفی کربن و استقلال انرژی برای اروپا خواهد بود. او توییتی. ما در حال حاضر بلوک های اصلی ساختمان را داریم، اما اجازه دهید واضح بگویم: برای موفقیت پروژه، توسعه فناوری و بودجه زیادی هنوز مورد نیاز است.

این حرکت به دنبال انتشار دو گزارش توسط آژانس برای ارزیابی امکان سنجی SBSP توسط مشاور مستقر در بریتانیا فریزر-نش و رولاند برگر مستقر در آلمان. هر دو به این نتیجه رسیدند که این فناوری می‌تواند تا اواسط قرن جاری با دیگر اشکال برق از نظر قیمت رقابت کند، اما برخی از اعداد چشم‌ها را باز می‌کنند.

گزارش فریزر-نش تخمین زده است که تحقیق و توسعه سرمایه گذاری مورد نیاز برای دسترسی ساده به نمونه اولیه ماهواره SBSP می تواند به 15.8 میلیارد یورو (15.8 میلیارد دلار) برسد. ساخت اولین ماهواره عملیاتی می تواند حدود 9.8 میلیارد یورو هزینه داشته باشد و برای کار در طول عمر آن 3.5 میلیارد یورو دیگر هزینه خواهد داشت. بنابراین گزارش پیش‌بینی می‌کند که هرچه ماهواره‌های بیشتری ساخته شوند، ارزان‌تر می‌شوند که تا دهم ماهواره، هزینه های سرمایه ای به 7.6 میلیارد یورو و هزینه های عملیاتی به 1.3 میلیارد یورو کاهش خواهد یافت.

اما با توجه به اینکه به احتمال زیاد ده‌ها عدد از این ماهواره‌ها برای تامین توان معقول نیاز دارند، این هزینه‌ها به سرعت بالا می‌رود. براساس این گزارش، مجموعه ای از 54 ماهواره SBSP «کلاس گیگاواتی» برای توسعه و بهره برداری 418 میلیارد یورو هزینه دارد که با 601 میلیارد یورو از مزایای صرفه جویی در تولید انرژی زمینی و انتشار CO2 جبران می شود.s کاهش

و به نظر می رسد که این ارقام مشمول برخی اخطارهای بسیار سنگین هستند. رولاند برگر گزارش با در نظر گرفتن «پیشرفت‌های قابل توجه در فناوری‌های کلیدی و رویکردهای تولید»، به برآورد هزینه‌های مشابهی برای هر ماهواره SBSP رسید. اما زمانی که آنها هزینه ها را بر اساس این فرض که ما شاهد حداقل پیشرفت هستیم محاسبه کردند، برچسب قیمت 8.1 میلیارد یورویی به 33.4 میلیارد یورو رسید.

زمینه های زیادی وجود دارد که باید در آنها پیشرفت کرد. برای شروع، این ماهواره‌ها از هر چیزی که قبلاً در فضا ساخته‌ایم، بزرگ‌تر خواهند بود. گزارش رولاند برگر تخمین می‌زند که مساحت کل آن‌ها حدود 15 کیلومتر مربع (5.8 مایل مربع) در مقایسه با 8,000 متر مربع (86,000 فوت مربع) است.eeت) ایستگاه فضایی بین المللی.

هر ماهواره احتمالاً وزن دارد 10 برابر بیشتر از ایستگاه فضایی 450 تنی، بنابراین تنها رساندن مواد خام به مدار نیازمند افزایش نزدیک به 200 برابری ظرفیت پرتاب فعلی است. پس از رسیدن به آنجا، این ساختارها باید توسط ربات‌های خودران (برخلاف ربات‌های کنترل از راه دور) مونتاژ شوند، که هم در دستکاری رباتیک و هم در هوش مصنوعی نیاز به بهبود گسترده دارد.

سیم کشی فیزیکی این سیستم ها با هم wاوولد بر اساس گزارش رولاند برگر، وزن پرتاب بیش از حد اضافه کنید، بنابراین تقریباً دو میلیون جزء تشکیل دهنده ساختارهااوولد باید به صورت بی سیم کنترل و نظارت شود. این نشان دهنده یک شبکه حسگر محرک بسیار پیچیده تر از هر چیزی است که تا به امروز ساخته ایم.

با این حال، شاید بزرگترین چالش، افزایش کارایی باشد انتقال برق بی سیم سیستم. گزارش رولاند برگر اشاره می کند که تحقیقات نیروی دریایی ایالات متحده آزمایشگاه موفق به انتقال کیلووات نیرو در فواصل حدود یک مایل شده است، اما ارسال گیگاوات در طول هزاران کیلومتر در فضا با راندمان بالا مستلزم پیشرفت های اساسی است.

اگر پروژه سولاریس با دریافت مجوز، بر پیشرفت هنر در سلول های خورشیدی با راندمان بالا، انتقال برق بی سیم و مونتاژ روباتیک در مدار متمرکز خواهد شد. این برنامه برای اجرا تا سال 2025 طراحی شده است، در این مرحله امید می رود اطلاعات کافی برای ESA ارائه کرده باشد تا تصمیم بگیرد که آیا می خواهد توسعه کامل را دنبال کند یا خیر.

اما با توجه به مقیاس چالش، برخی بر این باورند که SBSP یک طرح در آسمان است که شانس کمی برای تبدیل شدن به واقعیت دارد. مانند ARS TECHNICA یادداشت ها، ایلان ماسک به طرز معروفی این ایده را به سخره گرفته است، و تجزیه و تحلیل فیزیکدان کیسی هندمر نشان داده است که تلفات انتقال، تلفات حرارتی، لجستیکal هزینه‌ها و جریمه‌ای که ناشی از نیاز به ساخت فناوری شما برای زنده ماندن از سختی‌های فضا است به این معنی است که SBSP هزاران زمان خواهد داشت.s گران تر از انرژی خورشیدی زمینی

اما ESA تنها نیست یک دنبال این ایده ژاپن حداقل از سال 2014 و اخیراً به طور جدی SBSP را بررسی کرده است بریتانیا و چین روی کالسکه پریده اند.

آیا هر یک از این دولت هاve معده برای متعهد کردن نوع منابع مورد نیاز برای تحقق SBSP نتیجه بعدا معلوم خواهد شد, اما به نظر می رسد که حرکت در حال ایجاد است.

اعتبار تصویر: ESA/Andreas Treuer