Združeno kraljestvo bi lahko v vesolju zgradilo 16 milijard funtov vredno sončno elektrarno. Evo, kako bi to delovalo

Vlada Združenega kraljestva je domnevno glede na 16 milijard funtov vreden predlog za izgradnjo sončne elektrarne v vesolju.

Da, prav ste prebrali. Vesoljska sončna energija je ena od tehnologij, ki jih predstavlja vlada Portfelj inovacij Net Zero. Opredeljena je bila kot možna rešitev, poleg drugih, ki bi Združenemu kraljestvu pomagala doseči neto nič do leta 2050.

Toda kako bi a sončna elektrarna v vesolju delo? Kakšne so prednosti in slabosti te tehnologije?

Sončna energija iz vesolja vključuje zbiranje sončne energije v vesolju in njen prenos na Zemljo. Čeprav ideja sama po sebi ni nova, je nedavni tehnološki napredek to možnost naredil bolj dosegljivo.

Vesoljski sistem sončne energije vključuje satelit za sončno energijo – ogromno vesoljsko plovilo, opremljeno s sončnimi paneli. Ti paneli proizvajajo elektriko, ki se nato prek visokofrekvenčnih radijskih valov brezžično prenaša na Zemljo. Zemeljska antena, imenovana rectenna, se uporablja za pretvorbo radijskih valov v električno energijo, ki se nato dostavi v električno omrežje.

Vesoljska sončna elektrarna v orbiti je osvetljena s soncem 24 ur na dan in bi tako lahko neprekinjeno proizvajala elektriko. To predstavlja prednost pred zemeljskimi sončnimi sistemi (sistemi na Zemlji), ki lahko proizvajajo elektriko samo podnevi in ​​so odvisni od vremena.

Glede na to, da naj bi se svetovno povpraševanje po energiji povečalo za skoraj 50 odstotkov do leta 2050 bi lahko bila vesoljska sončna energija ključna za pomoč pri izpolnjevanju naraščajočega povpraševanja po svetu energija sektorja in spopadanje z dvigom globalne temperature.

Nekaj ​​izzivov

Vesoljska sončna elektrarna temelji na modularni zasnovi, kjer veliko število solarnih modulov sestavijo roboti v orbiti. Prevoz vseh teh elementov v vesolje je težaven, drag in bo terjal davek na okolje.

O teža solarnih panelov je bil prepoznan kot zgodnji izziv. Toda to je bilo obravnavano z razvojem ultralahke sončne celice (sončna plošča je sestavljena iz manjših sončnih celic).

Vesoljska sončna energija je tehnično izvedljiva predvsem zaradi napredka ključnih tehnologij, vključno z lahkimi sončnimi celicami, brezžični prenos energije, in vesoljska robotika.

Pomembno je, da bo sestavljanje celo samo ene vesoljske sončne elektrarne zahtevalo veliko izstrelitev. Čeprav je vesoljska sončna energija zasnovana za dolgoročno zmanjšanje emisij ogljika, so z izstrelitvami v vesolje povezane znatne emisije, pa tudi stroški.

Rakete trenutno niso popolnoma ponovno uporabne, čeprav je podjetjem všeč prostor X delajo na tem, da bi to spremenili. Možnost popolne ponovne uporabe izstrelitvenih sistemov bi znatno zmanjšala skupne stroške vesoljske sončne energije.

Če uspemo uspešno zgraditi vesoljsko sončno elektrarno, se njeno delovanje sooča tudi s številnimi praktičnimi izzivi. Solarni paneli se lahko poškodujejo zaradi vesoljskih odpadkov. Poleg tega plošče v vesolju niso zaščitene z zemeljsko atmosfero. Izpostavljenost intenzivnejšemu sončnemu obsevanju pomeni, da bo degradirala hitrejši od tistih na Zemlji, kar bo zmanjšalo moč, ki jo lahko proizvedejo.

O učinkovitosti brezžičnega prenosa energije je drugo vprašanje. Prenos energije na velike razdalje (v tem primeru od sončnega satelita v vesolju do tal) je težaven. Glede na sedanjo tehnologijo bi Zemljo dosegel le majhen del zbrane sončne energije.

Pilotni projekti že potekajo

O Projekt vesoljske sončne energije v ZDA razvija visoko učinkovite sončne celice ter sistem za pretvorbo in prenos, optimiziran za uporabo v vesolju. ZDA Pomorski raziskovalni laboratorij leta 2020 v vesolju preizkusili solarni modul in sistem za pretvorbo energije. Kitajska je medtem objavila napredek pri Vesoljska sončna postaja Bishan, s ciljem, da bi do leta 2035 imeli delujoč sistem.

V Združenem kraljestvu velja, da je 17 milijard funtov vreden razvoj vesoljske sončne energije (vključno z obratovalnimi stroški) izvedljiv koncept, ki temelji na nedavnem Poročilo Frazer-Nash Consultancy. Pričakuje se, da se bo projekt začel z majhnimi poskusi, ki bodo leta 2040 vodili do delujoče sončne elektrarne.

Satelit za sončno energijo bi imel premer 1.7 kilometra in bi tehtal okoli 2,000 ton. Prizemna antena zavzame veliko prostora; približno 6.7 kilometra krat 13 kilometrov. Glede na uporabo zemljišč po Združenem kraljestvu je bolj verjetno, da bo postavljeno na morje.

Ta satelit bi Veliki Britaniji zagotovil 2 gigavata energije. Čeprav je to velik znesek, je majhen prispevek k proizvodni zmogljivosti Združenega kraljestva, ki je okoli 76 gigavatov.

Zaradi izjemno visokih začetnih stroškov in počasne donosnosti naložbe bi projekt potreboval precejšnja vladna sredstva in naložbe zasebnih podjetij.

Toda z napredkom tehnologije se bodo stroški izstrelitve in proizvodnje v vesolje vztrajno zniževali. In obseg projekta bo omogočil množično proizvodnjo, kar bi moralo nekoliko znižati stroške.

Ali nam lahko vesoljska sončna energija pomaga doseči neto nič do leta 2050, bomo še videli. Druge tehnologije, kot so raznoliko in prilagodljivo shranjevanje energije, vodik in rast v obnovljivih virov energije se bolje razumejo in jih je lažje uporabiti.

Kljub izzivom, vesoljska sončna energija je predhodnik vznemirljivih raziskovalnih in razvojnih priložnosti. V prihodnosti bo tehnologija verjetno igrala pomembno vlogo pri svetovni oskrbi z energijo.

Ta članek je ponovno objavljen Pogovor pod licenco Creative Commons. Preberi Originalni članek.

Kreditno slike: NASA, javna last, prek Wikimedia Commons

• Coinsmart. Najboljša evropska borza bitcoinov in kriptovalut.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Razširjeno znanje. PROST DOSTOP.
• CryptoHawk. Altcoin radar. Brezplačen preizkus.
• Vir: https://singularityhub.com/2022/03/18/a-solar-power-station-in-space-heres-how-it-would-work-and-its-potential-benefits/