Великобританія може побудувати сонячну електростанцію вартістю 16 мільярдів фунтів стерлінгів у космосі. Ось як це буде працювати

Уряд Великобританії як повідомляється, розглядає пропозиція вартістю 16 мільярдів фунтів стерлінгів побудувати сонячну електростанцію в космосі.

Так, ви правильно прочитали. Космічна сонячна енергетика є однією з технологій, які використовуються в уряді Чистий нульовий портфель інновацій. Це було визначено як потенційне рішення, поряд з іншими, щоб допомогти Великобританії досягти чистого нуля до 2050 року.

Але як би а сонячна електростанція в космосі працювати? Які переваги та недоліки цієї технології?

Космічна сонячна енергія передбачає збір сонячної енергії в космосі та передачу її на Землю. Хоча сама ідея не нова, останні технологічні досягнення зробили цю перспективу більш досяжною.

Космічна сонячна енергетична система включає в себе супутник сонячної енергії — величезний космічний корабель, оснащений сонячними панелями. Ці панелі виробляють електроенергію, яка потім бездротовим способом передається на Землю за допомогою високочастотних радіохвиль. Наземна антена, яка називається ректенною, використовується для перетворення радіохвиль в електрику, яка потім надходить до електромережі.

Космічна сонячна електростанція на орбіті освітлюється сонцем 24 години на добу і, отже, може безперервно виробляти електроенергію. Це є перевагою перед наземними сонячними енергетичними системами (системами на Землі), які можуть виробляти електроенергію лише вдень і залежать від погоди.

Оскільки світовий попит на енергію, за прогнозами, зросте на майже 50 відсотків до 2050 року космічна сонячна енергія може стати ключовим фактором для задоволення зростаючого попиту на світові енергія сектору та подолання глобального підвищення температури.

Деякі виклики

Космічна сонячна електростанція заснована на модульній конструкції, де велика кількість сонячних модулів збирається роботами на орбіті. Транспортування всіх цих елементів у космос є складним, дорогим і негативно впливає на навколишнє середовище.

Команда вага сонячних панелей було визначено як ранній виклик. Але це було вирішено шляхом розробки ультралегкі сонячні батареї (сонячна панель складається з менших сонячних елементів).

Космічна сонячна енергія вважається технічно можливою насамперед через досягнення ключових технологій, включаючи легкі сонячні батареї, бездротова передача електроенергії, і космічна робототехніка.

Важливо, що для складання навіть однієї космічної сонячної електростанції буде потрібно багато запусків. Хоча космічна сонячна енергія призначена для скорочення викидів вуглецю в довгостроковій перспективі, існують значні викиди, пов’язані з космічними запусками, а також витрати.

Ракети в даний час не можна повністю використовувати повторно, хоча компаніям подобається Space X працюють над тим, щоб змінити це. Можливість повного використання систем запуску значно знизить загальну вартість сонячної енергії в космосі.

Якщо нам вдасться успішно побудувати космічну сонячну електростанцію, її експлуатація також зіткнеться з кількома практичними проблемами. Сонячні панелі можуть бути пошкоджені космічним сміттям. Крім того, панелі в космосі не захищені атмосферою Землі. Зазнати впливу більш інтенсивного сонячного випромінювання означає, що вони деградуватиме швидше, ніж на Землі, що зменшить потужність, яку вони здатні генерувати.

Команда ефективність бездротова передача електроенергії – це інше питання. Передача енергії на великі відстані (в даному випадку від сонячного супутника в космосі на землю) утруднена. Виходячи з сучасних технологій, лише невелика частина зібраної сонячної енергії досягне Землі.

Пілотні проекти вже виконуються

Команда Космічний проект сонячної енергії у США розробляють високоефективні сонячні елементи, а також систему перетворення та передачі, оптимізовану для використання в космосі. США Військово-морська лабораторія випробував сонячний модуль і систему перетворення електроенергії в космосі в 2020 році. Тим часом Китай оголосив про прогрес у їх Космічна сонячна станція Bishan, з метою мати функціонуючу систему до 2035 року.

У Великобританії розробка космічної сонячної енергетики вартістю 17 мільярдів фунтів стерлінгів (включаючи експлуатаційні витрати) вважається життєздатною концепцією, заснованою на останніх Звіт Frazer-Nash Consultancy. Очікується, що проект розпочнеться з невеликих випробувань, які призведуть до роботи сонячної електростанції в 2040 році.

Супутник сонячної енергії матиме 1.7 кілометра в діаметрі і важить близько 2,000 тонн. Ефірна антена займає багато місця; приблизно 6.7 кілометрів на 13 кілометрів. З огляду на використання землі по всій Великобританії, швидше за все, вона буде розміщена в офшорах.

Цей супутник буде доставляти 2 гігавати електроенергії до Великобританії. Хоча це значна сума, це невеликий внесок у генеруючі потужності Великобританії, що є близько 76 гігават.

З надзвичайно високими початковими витратами та повільною окупністю інвестицій проект потребує значних державних ресурсів, а також інвестицій приватних компаній.

Але в міру розвитку технологій вартість запуску та виробництва космічного простору буде неухильно знижуватися. А масштаби проекту дозволять проводити масове виробництво, що має дещо знизити вартість.

Чи зможе космічна сонячна енергетика допомогти нам досягти нульової чистої енергії до 2050 року, ще невідомо. Інші технології, як-от різноманітні та гнучкі накопичення енергії, водень та зростання системи відновлюваної енергії краще розуміються і їх легше застосовувати.

Незважаючи на виклики, космічна сонячна енергія є попередником для захоплюючих можливостей досліджень і розробок. У майбутньому ця технологія, ймовірно, відіграє важливу роль у глобальному енергозабезпеченні.

Ця стаття перевидана з Бесіда за ліцензією Creative Commons. Читати оригінал статті.

Зображення Фото: NASA, суспільне надбання, через Wikimedia Commons

• Coinsmart. Найкраща в Європі біржа біткойн та криптовалют.
• Платоблокчейн. Web3 Metaverse Intelligence. Розширені знання. БЕЗКОШТОВНИЙ ДОСТУП.
• CryptoHawk. Альткойн Радар. Безкоштовне випробування.
• Джерело: https://singularityhub.com/2022/03/18/a-solar-power-station-in-space-heres-how-it-would-work-and-its-potential-benefits/