Alle kan forsyne alle lande med ren energi og levere den overalt i verden.
Kun 1,11 % af det globale energiforbrug i2019 modtaget fra solenergi. Solen har et enormt energipotentiale, så forskere leder efter en måde at udnytte dens fulde potentiale bedst muligt.
Ved første øjekast er solenergi en enkelog det oplagte valg. I modsætning til fossile brændstoffer udleder deres produktion ikke drivhusgasser, der accelererer den globale opvarmning. Konkurrence om vandressourcer og territorier er heller ikke et problem.
Mere fra et politisk synspunkt solenergien af de sikreste kilder til alternativ energi. Store konflikter opstod om retten til at disponere over olie- og kulreserver. I denne forstand er solenergi universel, den tilhører alle og ingen på samme tid.
Hvorfor er det ikke effektivt at modtage solenergi på Jorden?
Ifølge NASA, cirka 29% af solenergienreflekteret tilbage fra jordens atmosfære og spredt ud i rummet. Oven i købet absorberes yderligere 23 % af solenergien af vanddamp, ozon og støv, når den passerer gennem atmosfæren. Når alt kommer til alt, når kun 48% af solenergien vores planet.
Derfor modtager solpaneler på Jorden indi bedste fald halvdelen af energien af den oprindelige mængde. Men der er stadig et problem i selve batterierne, deres maksimale effektivitet er omkring 22%: vi taler om ikke-laboratorieforhold. Og vigtigst af alt fungerer solpaneler kun i dagtimerne. Derfor skal du have en idé om at modtage energi direkte fra Solen, mens du ikke er på Jorden.
Hvordan fungerer rumsolenergi?
Space Solar Power (SBSP) er en idéopsamling af solenergi i rummet ved hjælp af satellitsolpaneler. Så kommer den trådløst til Jorden. Ifølge Den Europæiske Rumorganisation (ESA) er lyset fra Solen 11 gange mere intenst uden for atmosfæren. Derfor kan satellit-solpaneler give en enorm mængde energi, som menneskeheden ikke engang kan bruge.
Derudover er satellitpaneler ikke truetdårligt vejr og solnedgang. Fra rummet vil disse enheder være i stand til at transmittere energi til ethvert sted på Jorden, så du behøver kun at sætte satellitterne i en optimal bane.
Hvordan installerer man et solpanel i rummet?
At gøre rummet til solenergitilgængelige, er der brug for to grundlæggende teknologier. For det første skal løfteraketter til levering af materialer ud i rummet være billige og miljøvenlige. De fleste raketter, der i øjeblikket bruges til at levere nyttelast, er meget dyre og forurenende. Flere private virksomheder, især SpaceX, udvikler nu billige, genanvendelige raketter.
Det andet punkt er konstruktionen af solsatellitteri kredsløb. For at høste den nødvendige mængde energi skal satellitsolpaneler være meget større end ISS. Faktisk bliver det et kæmpe rumskib. På den anden side er rumpaneler nemmere at samle end ISS.
Hvad er solsatellitter?
Ifølge forskere fra ministerietAmerikansk energi, der er to typer satellitter, der kan skabes til at indsamle rumenergi. Begge disse typer vil bestå af solfangere, reflektorer og en sender. Reflektorer er store spejle, der vil lede stråling til små paneler - samlere - som derefter omdanner solenergi til mikrobølge- eller laserenergi for at overføre den til Jorden. Modtagestationer på Jorden vil indsamle, lagre og distribuere energi.
- Satellitter med mikrobølgetransmission
Den største af disse to strukturer vil være satellitterne,sender mikrobølger. De vil blive lavet af enorme solreflektorer, der leder solenergi til midten af satellitten, hvorfra den derefter transmitteres til Jorden i form af mikrobølger. Satellitter, der transmitterer mikrobølgesignaler, vil kredse om Jorden i geostationær kredsløb i en højde af omkring 35.000 km - det er lige under en tiendedel af afstanden fra Månen.
Men alle sådanne konstruktioner vilkæmpe stor. Alene solreflektorerne vil veje over 80.000 tons med en diameter på op til 3 km. Takket være deres store størrelse kunne mikrobølgesatellitter generere gigawatt strøm og forsyne verdens større byer. Derudover er bølgelængden af det elektromagnetiske spektrum relativt stor, så transmissionen af energi fra en sådan satellit vil være lige så hurtig og intens, som sollys når Jorden.
Opsendelse, montering og drift af satellitter,at sende mikrobølger - alt dette er meget dyrt. Deres værdi er anslået til titusindvis af milliarder af dollars. På grund af den store størrelse vil det tage 40 til 100 lanceringer at levere alle materialerne. Derudover bør størrelsen af modtagecentre på Jorden kunne skaleres til størrelsen af satellitter i rummet - omkring 3 til 10 km i diameter. Og så store landområder er svære at udvikle og vedligeholde.
- Satellitter med lasertransmission
Den anden type sol-satellitter er satellitter medlasertransmission - de vil kun være omkring 2 m i diameter. For at overføre energi tilbage til Jorden vil de huse en diodepumpet alkalisk laser. Laseren kan være på størrelse med et køkkenbord og udstråle energi til Jorden med en effektivitet på over 50 %.
Satellitter med lasertransmission vil blive opsendtgrupper i lav kredsløb om jorden (LEO) på omkring 400 km, da de er små i størrelse. Produktionen af sådanne enheder er mindre risikabel og mindre tidskrævende end satellitter, der transmitterer mikrobølgesignaler. Omkostningsestimater for lasertransmissionssatellitter spænder fra $500 millioner til $1 milliard.
Men det har også sine ulemper.Lasertransmissionssatelliter er mindre kraftige: hver enhed vil kun generere 1 til 10 MW strøm. Selv hvis mange enheder blev opsendt på én gang, ville de ikke være i stand til at matche den effekt, der leveres af mikrobølgetransmissionssatelitter. Og da strømmen er lavere, bliver det sværere at overføre energi gennem tunge skyer og regn.
Lancering af solpaneler i rummet vil hjælpe med at løseikke kun energiproblemer, men også sociale og politiske konflikter. I øjeblikket er mange lande afhængige af fossile brændstoffer, og begrænsede forsyninger af olie og kulstof forårsager alvorlige internationale konflikter. Solenergi vil være med til at sikre energiuafhængighed. Desuden kan denne energi eksporteres til næsten overalt i verden.
Læs mere:
Der er en anden "planet" inde i Jorden: hvordan den reddede spirende liv
Nuklear fusion behøver ikke længere millioner af grader: Sådan fungerer den nye metode
Ny undersøgelse tilbageviser teori om lysenergioverførsel