Kemajuan Demonstrasi Tenaga Surya Berbasis Ruang Angkasa

Proyek Tenaga Surya Berbasis Luar Angkasa (SSPP) di Caltech sedang berjalan untuk menyebarkan konstelasi pesawat ruang angkasa modular yang mengumpulkan sinar matahari, mengubahnya menjadi listrik, kemudian mengirimkan listrik itu secara nirkabel ke mana pun dibutuhkan—termasuk ke tempat-tempat yang saat ini tidak memiliki akses ke listrik yang andal.

Selama periode dua tahun, mereka telah membangun dan mendemonstrasikan dua ubin prototipe. Ini adalah elemen modular kunci yang menangkap sinar matahari dan mentransmisikan daya. Melalui proses itu, mereka belajar banyak hal tentang bagaimana merancang sistem yang sangat terintegrasi dan ultralight semacam ini. Ubin prototipe tenaga surya berbasis ruang kedua 33 persen lebih ringan dari yang pertama.

Ubin modular diskalakan ke dalam susunan yang lebih besar. Mereka dipasang pada struktur yang sangat fleksibel yang dapat dilipat agar sesuai dengan kendaraan peluncuran. Setelah dikerahkan, strukturnya mengembang, dan ubin bekerja bersama dan dalam sinkronisasi untuk menghasilkan energi, mengubahnya, dan mentransfernya tepat di tempat yang Anda butuhkan dan tidak ke tempat lain.

Caltech sedang mengerjakan tiga atau empat terobosan teknologi yang, dalam kombinasi, akan mengubah cara tenaga surya luar angkasa.

Atas – Rangkaian panel surya kecil yang merupakan bagian dari Proyek Tenaga Surya Luar Angkasa mengintegrasikan fotovoltaik, sirkuit transfer daya, dan menggabungkan kemudi balok.
Kredit: Caltech

Dengan menggunakan teknik lipat baru, terinspirasi oleh origami, mereka mampu secara signifikan mengurangi dimensi pesawat ruang angkasa raksasa untuk diluncurkan. Kemasannya sangat ketat sehingga pada dasarnya bebas dari rongga apa pun.

Memanfaatkan tenaga surya di ruang angkasa bergantung pada kemajuan terobosan di tiga bidang utama:
* Kelompok riset Atwater sedang merancang fotovoltaik efisiensi tinggi ultralight (bahan yang mengubah cahaya menjadi listrik) yang dioptimalkan untuk kondisi ruang dan kompatibel dengan sistem konversi dan transmisi daya modular terintegrasi.

* Tim peneliti Hajimiri sedang mengembangkan teknologi berbiaya rendah dan ringan yang diperlukan untuk mengubah daya arus searah menjadi daya frekuensi radio (yang digunakan untuk mengirimkan sinyal ponsel, misalnya) dan mengirimkannya ke Bumi sebagai gelombang mikro. Prosesnya aman, jelas Hajimiri. Radiasi non-pengion di permukaan secara signifikan kurang berbahaya daripada berdiri di bawah sinar matahari. Selain itu, sistem dapat dimatikan dengan cepat jika terjadi kerusakan atau malfungsi.

* Kelompok BPellegrino menciptakan struktur ruang yang dapat dilipat, ultra tipis, dan ultra ringan untuk mendukung fotovoltaik serta komponen yang diperlukan untuk mengubah, mentransmisikan, dan mengarahkan daya frekuensi radio ke tempat yang diperlukan.
Unit dasar dari sistem yang dibayangkan para peneliti adalah ubin berukuran 4 inci kali 4 inci yang beratnya kurang dari sepersepuluh ons. Ratusan ribu ubin ini akan bergabung menjadi sistem satelit seperti karpet terbang yang, setelah dibentangkan, akan menciptakan permukaan pengumpulan sinar matahari yang berukuran 3.5 mil persegi.

Pekerjaan di SSPP telah didukung oleh pendanaan lebih dari $100 juta dari Donald Bren, ketua Irvine Company dan anggota seumur hidup komunitas Caltech, dan istrinya, Brigitte Bren, seorang wali Caltech. The Northrup Grumman Corporation menyediakan dana untuk studi kelayakan awal.