Storbritannia kan bygge en solkraftstasjon på 16 milliarder pund i verdensrommet. Her er hvordan det ville fungere

Den britiske regjeringen er angivelig vurderer et forslag på 16 milliarder pund om å bygge en solkraftstasjon i verdensrommet.

Ja, du leste riktig. Rombasert solenergi er en av teknologiene som finnes i regjeringens Net Zero Innovation Portfolio. Det har blitt identifisert som en potensiell løsning, sammen med andre, for å hjelpe Storbritannia med å oppnå netto null innen 2050.

Men hvordan ville en solkraftverk i verdensrommet arbeid? Hva er fordelene og ulempene med denne teknologien?

Plassbasert solenergi innebærer å samle solenergi i verdensrommet og overføre den til jorden. Selv om ideen i seg selv ikke er ny, har nyere teknologiske fremskritt gjort dette prospektet mer oppnåelig.

Det rombaserte solenergisystemet involverer en solenergisatellitt - et enormt romfartøy utstyrt med solcellepaneler. Disse panelene genererer elektrisitet, som deretter overføres trådløst til jorden gjennom høyfrekvente radiobølger. En jordantenne, kalt en rektenne, brukes til å konvertere radiobølgene til elektrisitet, som deretter leveres til strømnettet.

En rombasert solkraftstasjon i bane er opplyst av solen 24 timer i døgnet og kan derfor generere strøm kontinuerlig. Dette representerer en fordel i forhold til jordbaserte solenergisystemer (systemer på jorden), som bare kan produsere strøm på dagtid og er avhengig av været.

Med den globale energietterspørselen anslått å øke med nesten 50 prosent innen 2050 kan rombasert solenergi være nøkkelen til å møte den økende etterspørselen til verdens energi sektor og takle global temperaturøkning.

Noen utfordringer

En rombasert solkraftstasjon er basert på et modulært design, hvor et stort antall solcellemoduler settes sammen av roboter i bane. Å transportere alle disse elementene ut i verdensrommet er vanskelig, kostbart og vil ta en toll på miljøet.

De vekt på solcellepaneler ble identifisert som en tidlig utfordring. Men dette har blitt tatt tak i gjennom utviklingen av ultralette solceller (et solcellepanel består av mindre solceller).

Rombasert solkraft anses å være teknisk mulig, først og fremst på grunn av fremskritt innen nøkkelteknologier, inkludert lette solceller, trådløs kraftoverføring, og romrobotikk.

Viktigere, å sette sammen bare én rombasert solkraftstasjon vil kreve mange oppskytinger. Selv om rombasert solkraft er designet for å redusere karbonutslipp på lang sikt, er det betydelige utslipp knyttet til romoppskytinger, samt kostnader.

Raketter er foreløpig ikke fullt gjenbrukbare, selv om selskaper liker det Space X jobber med å endre dette. Å kunne gjenbruke oppskytningssystemer fullt ut vil redusere de totale kostnadene for rombasert solenergi betydelig.

Hvis vi klarer å bygge en rombasert solkraftstasjon, står driften også overfor flere praktiske utfordringer. Solcellepaneler kan bli skadet av romrester. Videre er paneler i verdensrommet ikke skjermet av jordens atmosfære. Å bli utsatt for mer intens solstråling betyr at de vil forringes raskere enn de på jorden, noe som vil redusere kraften de er i stand til å generere.

De effektivitet trådløs kraftoverføring er et annet problem. Å overføre energi over store avstander (i dette tilfellet fra en solsatellitt i verdensrommet til bakken) er vanskelig. Basert på dagens teknologi ville bare en liten brøkdel av innsamlet solenergi nå jorden.

Pilotprosjekter er allerede i gang

De Space Solar Power Project i USA utvikler høyeffektive solceller samt et konverterings- og overføringssystem optimert for bruk i verdensrommet. USA Sjøforsvarets forskningslaboratorium testet en solcellemodul og et strømkonverteringssystem i verdensrommet i 2020. I mellomtiden har Kina annonsert fremgang på deres Bishan space solenergistasjon, med mål om å ha et fungerende system innen 2035.

I Storbritannia anses en rombasert solkraftutbygging på 17 milliarder pund (inkludert driftskostnader) å være et levedyktig konsept basert på den nylige Frazer-Nash konsulentrapport. Prosjektet forventes å starte med små forsøk, som fører til en operativ solkraftstasjon i 2040.

Solenergisatellitten vil være 1.7 kilometer i diameter og veie rundt 2,000 tonn. Den terrestriske antennen tar mye plass; omtrent 6.7 kilometer ganger 13 kilometer. Gitt bruken av land over hele Storbritannia, er det mer sannsynlig at det blir plassert offshore.

Denne satellitten vil levere 2 gigawatt strøm til Storbritannia. Selv om dette er et betydelig beløp, er det et lite bidrag til Storbritannias produksjonskapasitet, som er rundt 76 gigawatt.

Med ekstremt høye startkostnader og lav avkastning på investeringen, ville prosjektet trenge betydelige statlige ressurser samt investeringer fra private selskaper.

Men etter hvert som teknologien skrider frem, vil kostnadene for romoppskyting og produksjon stadig synke. Og omfanget av prosjektet vil tillate masseproduksjon, noe som bør redusere kostnadene noe.

Hvorvidt rombasert solenergi kan hjelpe oss med å nå netto null innen 2050 gjenstår å se. Andre teknologier, som mangfoldig og fleksibel energilagring, hydrogen og vekst i fornybare energisystemer blir bedre forstått og kan lettere brukes.

Til tross for utfordringene, rombasert solenergi er en forløper for spennende forsknings- og utviklingsmuligheter. I fremtiden vil teknologien sannsynligvis spille en viktig rolle i den globale energiforsyningen.

Denne artikkelen er publisert fra Den Conversation under en Creative Commons-lisens. Les opprinnelige artikkelen.

Bilde Credit: NASA, offentlig domene, via Wikimedia Commons

• Myntsmart. Europas beste Bitcoin og Crypto Exchange.
• Platoblokkkjede. Web3 Metaverse Intelligence. Kunnskap forsterket. FRI TILGANG.
• CryptoHawk. Altcoin Radar. Gratis prøveperiode.
• Kilde: https://singularityhub.com/2022/03/18/a-solar-power-station-in-space-heres-how-it-would-work-and-its-potential-benefits/