Az Egyesült Királyság 16 milliárd font értékű naperőművet építhet az űrben. Íme, hogyan működne

Az Egyesült Királyság kormánya az állítólag figyelembe véve egy 16 milliárd font értékű javaslat egy naperőmű építésére az űrben.

Igen, jól olvastad. Az űralapú napenergia a kormány által alkalmazott technológiák egyike Nettó nulla innovációs portfólió. Mások mellett potenciális megoldásként azonosították, hogy segítsen az Egyesült Királyságnak elérni a nettó nullát 2050-re.

De hogyan lenne a naperőmű az űrben munka? Milyen előnyei és hátrányai vannak ennek a technológiának?

Űr alapú napenergia magában foglalja a napenergia űrben történő összegyűjtését és a Földre történő átvitelét. Bár maga az ötlet nem új, a közelmúlt technológiai fejlődése ezt a kilátást megvalósíthatóbbá tette.

Az űralapú napelemes rendszer egy napenergia-műholdat foglal magában – egy hatalmas, napelemekkel felszerelt űrhajót. Ezek a panelek villamos energiát termelnek, amelyet azután vezeték nélkül továbbítanak a Földre nagyfrekvenciás rádióhullámokon keresztül. Egy földi antennát, úgynevezett rectennát használnak a rádióhullámok elektromos árammá történő átalakítására, amely azután az elektromos hálózatba kerül.

A keringő űrben lévő naperőművet a nap 24 órájában megvilágítja a nap, és ezért folyamatosan áramot termelhet. Ez előnyt jelent a földi napenergia-rendszerekkel szemben (a földi rendszerek), amelyek csak napközben és az időjárástól függően képesek áramot termelni.

Az előrejelzések szerint a globális energiaigény XNUMX-ben növekszik közel 50 százalék 2050-re az űralapú napenergia kulcsfontosságú lehet a világ növekvő keresletének kielégítésében energia ágazat és a globális hőmérséklet-emelkedés kezelése.

Néhány kihívás

Az űrbe telepített naperőmű moduláris felépítésen alapul, ahol nagyszámú napelem modult szerelnek össze robotok a pályán. Mindezen elemeknek az űrbe szállítása nehéz, költséges, és károsítja a környezetet.

A napelemek súlya korai kihívásként azonosították. De ezt a fejlesztésen keresztül kezelték ultrakönnyű napelemek (egy napelem kisebb napelemekből áll).

Az űralapú napenergiát elsősorban a kulcsfontosságú technológiák, köztük a könnyű napelemek fejlődése miatt tartják műszakilag megvalósíthatónak, vezeték nélküli energiaátvitelés űrrobotika.

Fontos, hogy akár csak egy űralapú naperőmű összeszereléséhez is sok kilövésre lesz szükség. Bár az űralapú napenergiát úgy tervezték, hogy hosszú távon csökkentsék a szén-dioxid-kibocsátást, az űrbe való kilövésekhez jelentős kibocsátás társul, valamint költségek is.

A rakéták jelenleg nem teljesen újrafelhasználhatók, bár a cégek szeretik Tér X dolgoznak ezen változtatni. Az indítórendszerek teljes újrafelhasználásának lehetősége jelentősen csökkentené az űralapú napenergia összköltségét.

Ha sikerül egy űrbe telepített naperőművet sikeresen megépíteni, annak működése több gyakorlati kihívással is szembesül. A napelemek megsérülhetnek űrtörmelék által. Ezenkívül az űrben lévő paneleket nem védi a Föld légköre. Az intenzívebb napsugárzásnak való kitettség azt jelenti, hogy degradálni fog gyorsabb, mint a Földön, ami csökkenti az általuk termelt energiát.

A hatékonyság A vezeték nélküli energiaátvitel egy másik kérdés. Az energia nagy távolságokra történő átvitele (ebben az esetben az űrben lévő napműholdról a földre) nehézkes. A jelenlegi technológia alapján az összegyűjtött napenergiának csak egy kis része jutna el a Földre.

Kísérleti projektek már folyamatban vannak

A Space Solar Power Project az Egyesült Államokban nagy hatásfokú napelemeket, valamint űrben való használatra optimalizált átalakító és átviteli rendszert fejlesztenek. Az Egyesült Államok Tengerészeti Kutatólaboratórium 2020-ban tesztelt egy napelem modult és energiaátalakító rendszert az űrben. Mindeközben Kína előrelépést jelentett be az űrben. Bishan space napenergia állomás, azzal a céllal, hogy 2035-re legyen működőképes rendszer.

Az Egyesült Királyságban egy 17 milliárd GBP értékű űralapú napenergia-fejlesztés (beleértve az üzemeltetési költségeket is) életképes koncepciónak tekinthető a közelmúltban Frazer-Nash tanácsadói jelentés. A projekt várhatóan kisebb kísérletekkel kezdődik, és 2040-ben egy működőképes naperőműhöz vezet.

A napelemes műhold átmérője 1.7 kilométer, tömege pedig körülbelül 2,000 tonna. A földi antenna sok helyet foglal; nagyjából 6.7 kilométer x 13 kilométer. Tekintettel a földhasználatra az Egyesült Királyságban, valószínűbb, hogy offshore-ra helyezik.

Ez a műhold 2 gigawatt teljesítményt szállítana az Egyesült Királyságba. Noha ez jelentős összeg, kis mértékben járul hozzá az Egyesült Királyság termelési kapacitásához, ami igen 76 gigawatt körül.

A rendkívül magas kezdeti költségek és a beruházások lassú megtérülése miatt a projekt jelentős állami forrásokat, valamint magánvállalatok befektetéseit igényelné.

De ahogy a technológia fejlődik, az űrindítás és a gyártás költségei folyamatosan csökkenni fognak. A projekt léptéke pedig lehetővé teszi a tömeggyártást, ami némileg csökkenti a költségeket.

Hogy az űralapú napenergia segíthet-e elérni a nettó nullát 2050-re, azt még meg kell vizsgálni. Más technológiák, mint például a változatos és rugalmas energiatárolás, a hidrogén és a növekedés megújuló energia rendszerek jobban érthetőek és könnyebben alkalmazhatók.

A kihívások ellenére, űralapú napenergia izgalmas kutatási és fejlesztési lehetőségek előfutára. A jövőben a technológia valószínűleg fontos szerepet fog játszani a globális energiaellátásban.

Ezt a cikket újra kiadják A beszélgetés Creative Commons licenc alatt. Olvassa el a eredeti cikk.

Kép: NASA, Public domain, a Wikimedia Commonson keresztül

• Coinsmart. Európa legjobb Bitcoin- és kriptográfiai tőzsdéje.
• Platoblockchain. Web3 metaverzum intelligencia. Felerősített tudás. SZABAD HOZZÁFÉRÉS.
• CryptoHawk. Altcoin radar. Ingyenes próbaverzió.
• Forrás: https://singularityhub.com/2022/03/18/a-solar-power-station-in-space-heres-how-it-would-work-and-its-potential-benefits/