Wielka Brytania może zbudować w kosmosie elektrownię słoneczną o wartości 16 miliardów funtów. Oto jak to działa

Rząd Wielkiej Brytanii jest podobno rozważa 16 miliardów funtów propozycja budowy elektrowni słonecznej w kosmosie.

Tak, dobrze to przeczytałeś. Energia słoneczna z kosmosu jest jedną z technologii stosowanych w rządowych Portfel innowacji zerowych netto. Został zidentyfikowany jako potencjalne rozwiązanie, obok innych, aby pomóc Wielkiej Brytanii osiągnąć zero netto do 2050 roku.

Ale jak by? elektrownia słoneczna w kosmosie Praca? Jakie są zalety i wady tej technologii?

Energia słoneczna z kosmosu polega na gromadzeniu energii słonecznej w kosmosie i przekazywaniu jej na Ziemię. Chociaż sam pomysł nie jest nowy, ostatnie postępy technologiczne sprawiły, że perspektywa ta stała się bardziej realna.

Kosmiczny system energii słonecznej obejmuje satelitę energii słonecznej — ogromny statek kosmiczny wyposażony w panele słoneczne. Panele te wytwarzają energię elektryczną, która jest następnie bezprzewodowo przesyłana na Ziemię za pomocą fal radiowych o wysokiej częstotliwości. Antena naziemna, zwana rectenną, służy do przekształcania fal radiowych w energię elektryczną, która jest następnie dostarczana do sieci energetycznej.

Znajdująca się na orbicie kosmiczna elektrownia słoneczna jest oświetlana przez słońce przez 24 godziny na dobę, dzięki czemu może w sposób ciągły wytwarzać energię elektryczną. Stanowi to przewagę nad naziemnymi systemami energii słonecznej (systemami na Ziemi), które mogą wytwarzać energię elektryczną tylko w ciągu dnia i zależą od pogody.

Przy przewidywanym wzroście globalnego zapotrzebowania na energię o prawie 50 procent do 2050 r. energia słoneczna z kosmosu może być kluczem do zaspokojenia rosnącego zapotrzebowania na światowe energia sektora i przeciwdziałanie globalnemu wzrostowi temperatury.

Niektóre wyzwania

Kosmiczna elektrownia słoneczna jest oparta na konstrukcji modułowej, w której wiele modułów słonecznych jest montowanych na orbicie przez roboty. Transport wszystkich tych elementów w kosmos jest trudny, kosztowny i odbije się na środowisku.

Połączenia waga paneli słonecznych został zidentyfikowany jako wczesne wyzwanie. Ale zostało to rozwiązane poprzez rozwój ultralekkie ogniwa słoneczne (panel słoneczny składa się z mniejszych ogniw słonecznych).

Uważa się, że energia słoneczna z kosmosu jest technicznie wykonalna przede wszystkim dzięki postępowi w kluczowych technologiach, w tym lekkich ogniwach słonecznych, bezprzewodowa transmisja mocyi robotyka kosmiczna.

Co ważne, zbudowanie choćby jednej kosmicznej elektrowni słonecznej będzie wymagało wielu startów. Chociaż kosmiczna energia słoneczna ma na celu redukcję emisji dwutlenku węgla w dłuższej perspektywie, istnieją znaczne emisje związane z wystrzeliwaniem w kosmos, a także koszty.

Rakiety nie są obecnie w pełni wielokrotnego użytku, chociaż firmy takie jak Przestrzeń X pracujemy nad zmianą tego. Możliwość pełnego ponownego wykorzystania systemów startowych znacznie zmniejszyłaby całkowity koszt energii słonecznej w kosmosie.

Jeśli uda nam się z sukcesem zbudować kosmiczną elektrownię słoneczną, jej funkcjonowanie napotyka również kilka praktycznych wyzwań. Panele słoneczne mogą ulec uszkodzeniu przez kosmiczne śmieci. Co więcej, panele w kosmosie nie są osłonięte atmosferą ziemską. Narażenie na bardziej intensywne promieniowanie słoneczne oznacza, że: ulegnie degradacji szybciej niż te na Ziemi, co zmniejszy moc, którą są w stanie wygenerować.

Połączenia efektywność bezprzewodowej transmisji mocy to kolejna kwestia. Przesyłanie energii na duże odległości (w tym przypadku z satelity słonecznego w kosmosie na ziemię) jest trudne. W oparciu o obecną technologię tylko niewielka część zebranej energii słonecznej dotarłaby na Ziemię.

Projekty pilotażowe już trwają

Połączenia Kosmiczny projekt energii słonecznej w USA opracowuje wysokowydajne ogniwa słoneczne, a także system konwersji i transmisji zoptymalizowany do użytku w kosmosie. Stany Zjednoczone Laboratorium Badań Marynarki Wojennej przetestowały moduł słoneczny i system konwersji energii w kosmosie w 2020 roku. Tymczasem Chiny ogłosiły postępy w ich Kosmiczna stacja energii słonecznej w Bishan, w celu zapewnienia funkcjonowania systemu do 2035 r.

W Wielkiej Brytanii rozwój energii słonecznej w przestrzeni kosmicznej o wartości 17 miliardów funtów (w tym koszty operacyjne) jest uważany za wykonalną koncepcję opartą na niedawnym Raport doradczy Frazer-Nash. Oczekuje się, że projekt rozpocznie się od małych prób, które doprowadzą do uruchomienia elektrowni słonecznej w 2040 roku.

Satelita energii słonecznej miałby 1.7 kilometra średnicy i ważył około 2,000 ton. Antena naziemna zajmuje dużo miejsca; około 6.7 km na 13 km. Biorąc pod uwagę wykorzystanie ziemi w Wielkiej Brytanii, bardziej prawdopodobne jest, że zostanie ona umieszczona na morzu.

Satelita ten dostarczyłby do Wielkiej Brytanii 2 gigawaty mocy. Chociaż jest to znacząca kwota, jest to niewielki wkład w zdolność wytwórczą Wielkiej Brytanii, która wynosi około 76 gigawatów.

Przy niezwykle wysokich kosztach początkowych i powolnym zwrocie z inwestycji projekt wymagałby znacznych zasobów rządowych, a także inwestycji prywatnych firm.

Jednak wraz z postępem technologicznym koszty wystrzelenia w kosmos i produkcji będą stale spadać. A skala projektu pozwoli na masową produkcję, co powinno nieco obniżyć koszty.

To, czy energia słoneczna z kosmosu może pomóc nam osiągnąć zero netto do 2050 r., dopiero się okaże. Inne technologie, takie jak różnorodne i elastyczne magazynowanie energii, wodór i wzrost w systemy energii odnawialnej są lepiej rozumiane i mogą być łatwiej stosowane.

Pomimo wyzwań kosmiczna energia słoneczna jest prekursorem ekscytujących możliwości badawczych i rozwojowych. W przyszłości technologia ta prawdopodobnie odegra ważną rolę w globalnych dostawach energii.

Artykuł został opublikowany ponownie Konwersacje na licencji Creative Commons. Przeczytać oryginalny artykuł.

Kredytowych Image: NASA, domena publiczna, przez Wikimedia Commons

• Coinsmart. Najlepsza w Europie giełda bitcoinów i kryptowalut.
• Platoblockchain. Web3 Inteligencja Metaverse. Wzmocniona wiedza. DARMOWY DOSTĘP.
• CryptoJastrząb. Radar Altcoin. Bezpłatna wersja próbna.
• Źródło: https://singularityhub.com/2022/03/18/a-solar-power-station-in-space-heres-how-it-work-and-its-potential-benefits/