Svatko može opskrbiti sve zemlje čistom energijom i dostaviti je bilo gdje u svijetu.
Samo 1,11% globalne potrošnje energije u2019. dobiveni od solarne energije. Sunce ima ogroman energetski potencijal, pa istraživači traže način da na najbolji način iskoriste njegov puni potencijal.
Na prvi pogled, solarna energija je jednostavnai očiti izbor. Za razliku od fosilnih goriva, njihova proizvodnja ne ispušta stakleničke plinove koji ubrzavaju globalno zatopljenje. Konkurencija za vodne resurse i teritorije također nije problem.
Više s političkog gledišta solarna energijajedan od najsigurnijih izvora alternativne energije. Do velikih sukoba došlo je oko prava raspolaganja rezervama nafte i ugljena. Sunčeva energija je u tom smislu univerzalna, pripada svima i nikome u isto vrijeme.
Zašto nije učinkovito primati sunčevu energiju na Zemlji?
Prema NASA-i, otprilike 29% sunčeve energijereflektirao se natrag iz zemljine atmosfere i raspršio u svemir. Povrh toga, još 23% sunčeve energije apsorbira vodena para, ozon i prašina dok prolazi kroz atmosferu. Uostalom, samo 48% sunčeve energije stiže do našeg planeta.
Stoga solarni paneli na Zemlji primaju inu najboljem slučaju, pola energije od izvorne količine. Ali još uvijek postoji problem u samim baterijama, njihova maksimalna učinkovitost je oko 22%: govorimo o nelaboratorijskim uvjetima. I što je najvažnije, solarni paneli rade samo tijekom dana. Stoga morate imati ideju da primate energiju izravno od Sunca, a da niste na Zemlji.
Kako radi svemirska solarna energija?
Svemirska solarna energija (SBSP) je idejaprikupljanje sunčeve energije u svemiru pomoću satelitskih solarnih ploča. Zatim bežično dolazi do Zemlje. Prema Europskoj svemirskoj agenciji (ESA), svjetlost Sunca je 11 puta intenzivnija izvan atmosfere. Stoga satelitski solarni paneli mogu dati ogromnu količinu energije koju čovječanstvo ne može niti potrošiti.
Osim toga, satelitske ploče nisu ugroženeloše vrijeme i zalazak sunca. Iz svemira će ovi uređaji moći prenositi energiju na bilo koje mjesto na Zemlji, tako da trebate samo postaviti satelite u optimalnu orbitu.
Kako postaviti solarnu ploču u svemir?
Napraviti svemirsku solarnu energijupristupačne, potrebne su dvije osnovne tehnologije. Prvo, lansirna vozila za isporuku materijala u svemir moraju biti jeftina i ekološki prihvatljiva. Većina raketa koje se trenutno koriste za isporuku tereta vrlo su skupe i zagađuju okoliš. Nekoliko privatnih tvrtki, posebice SpaceX, sada razvijaju jeftine rakete za višekratnu upotrebu.
Druga točka je izgradnja solarnih satelitau orbiti. Da bi prikupili potrebnu količinu energije, satelitski solarni paneli bi morali biti puno veći od ISS-a. Zapravo, bit će to ogroman svemirski brod. S druge strane, svemirske ploče lakše je sastaviti nego ISS.
Što su solarni sateliti?
Prema istraživačima iz MinistarstvaUS energije, postoje dvije vrste satelita koji se mogu stvoriti za prikupljanje svemirske energije. Obje ove vrste će se sastojati od solarnih kolektora, reflektora i odašiljača. Reflektori su velika zrcala koja će usmjeriti zračenje na male ploče - kolektore - koji zatim pretvaraju sunčevu energiju u mikrovalnu ili lasersku energiju kako bi je prenijeli na Zemlju. Prijamne stanice na Zemlji prikupljat će, pohranjivati i distribuirati energiju.
- Sateliti s mikrovalnim prijenosom
Veća od ove dvije strukture bit će sateliti,odašiljanje mikrovalova. Oni će biti izrađeni od ogromnih solarnih reflektora koji usmjeravaju sunčevu energiju u središte satelita, odakle se potom prenosi na Zemlju u obliku mikrovalova. Sateliti koji odašilju mikrovalne signale kružit će oko Zemlje u geostacionarnoj orbiti na visini od oko 35.000 km – to je nešto manje od jedne desetine udaljenosti od Mjeseca.
Međutim, sve takve konstrukcije ćeogroman. Samo solarni reflektori težit će preko 80.000 metričkih tona s promjerom do 3 km. Zahvaljujući svojoj velikoj veličini, mikrovalni sateliti mogli bi generirati gigavate energije i napajati velike svjetske gradove. Osim toga, valna duljina elektromagnetskog spektra je relativno velika, pa će prijenos energije s takvog satelita biti brz i intenzivan kao što sunčeva svjetlost dopire do Zemlje.
Lansiranje, montaža i rad satelita,prijenos mikrovalova - sve je to vrlo skupo. Njihova vrijednost procjenjuje se na desetke milijardi dolara. Zbog velike veličine, za isporuku svih materijala bit će potrebno 40 do 100 lansiranja. Osim toga, veličina prijamnih centara na Zemlji trebala bi biti skalabilna do veličine satelita u svemiru — promjera oko 3 do 10 km. A tako velike površine zemlje teško je razvijati i održavati.
- Sateliti s laserskim prijenosom
Druga vrsta solarnih satelita su sateliti salaserski prijenos - bit će samo oko 2 m u promjeru. Za prijenos energije natrag na Zemlju, oni će smjestiti alkalni laser s diodnom pumpom. Laser može biti otprilike veličine kuhinjskog stola i zračiti energiju prema Zemlji s učinkovitošću od preko 50%.
Lansirati će se sateliti s laserskim prijenosomgrupe u nisku Zemljinu orbitu (LEO) na oko 400 km, budući da su male veličine. Proizvodnja takvih uređaja manje je rizična i oduzima manje vremena od satelita koji odašilju mikrovalne signale. Procjene troškova satelita za laserski prijenos kreću se od 500 milijuna do 1 milijarde dolara.
Ali ima i svojih loših strana.Sateliti za laserski prijenos manje su snažni: svaka će jedinica generirati samo 1 do 10 MW snage. Čak i kad bi se mnogo uređaja lansiralo odjednom, oni ne bi mogli dostići snagu koju daju mikrovalni sateliti za prijenos. A budući da je snaga manja, bit će teže prenositi energiju kroz guste oblake i kišu.
Lansiranje solarnih panela u svemir pomoći će u rješavanjune samo energetski problemi, već i društveni i politički sukobi. Trenutno mnoge zemlje ovise o zalihama fosilnih goriva, a ograničene zalihe nafte i ugljika uzrokuju ozbiljne međunarodne sukobe. Solarna energija pomoći će osigurati energetsku neovisnost. Također, ova energija se može izvoziti u gotovo bilo gdje u svijetu.
Čitaj više:
Unutar Zemlje postoji još jedan "planet": kako je spasio život u nastajanju
Nuklearna fuzija više ne treba milijune stupnjeva: kako funkcionira nova metoda
Nova studija pobija teoriju prijenosa svjetlosne energije