Tutti possono fornire a tutti i paesi energia pulita e distribuirla ovunque nel mondo.
Solo l'1,11% del consumo energetico globale in2019 ricevuto da energia solare. Il sole ha un enorme potenziale energetico, quindi i ricercatori stanno cercando un modo per sfruttare al meglio il suo pieno potenziale.
A prima vista, l'energia solare è semplicee la scelta ovvia. A differenza dei combustibili fossili, la sua produzione non emette gas serra che accelerano il riscaldamento globale. Anche la concorrenza per le risorse idriche ei territori non è un problema.
Più da un punto di vista politico l'energia solareuna delle fonti di energia alternativa più sicure. Si sono verificati gravi conflitti sul diritto di disporre delle riserve di petrolio e carbone. In questo senso l’energia solare è universale, appartiene a tutti e a nessuno allo stesso tempo.
Perché non è efficiente ricevere l'energia solare sulla Terra?
Secondo la NASA, circa il 29% dell'energia solareriflessa dall'atmosfera terrestre e dispersa nello spazio. Inoltre, un altro 23% dell'energia solare viene assorbita da vapore acqueo, ozono e polvere mentre attraversa l'atmosfera. Dopotutto, solo il 48% dell'energia solare raggiunge il nostro pianeta.
Pertanto, i pannelli solari sulla Terra ricevononella migliore delle ipotesi, metà dell'energia della quantità originale. Ma c'è ancora un problema nelle batterie stesse, la loro efficienza massima è di circa il 22%: stiamo parlando di condizioni non di laboratorio. E, soprattutto, i pannelli solari funzionano solo durante le ore diurne. Pertanto, è necessario avere un'idea per ricevere energia direttamente dal Sole, pur non essendo sulla Terra.
Come funziona l'energia solare spaziale?
Space Solar Power (SBSP) è un’idearaccogliere energia solare nello spazio utilizzando pannelli solari satellitari. Quindi arriva in modalità wireless sulla Terra. Secondo l’Agenzia spaziale europea (ESA), la luce del Sole è 11 volte più intensa al di fuori dell’atmosfera. Pertanto, i pannelli solari satellitari possono fornire un’enorme quantità di energia che l’umanità non può nemmeno spendere.
Inoltre, i pannelli satellitari non sono minacciatimaltempo e tramonto. Dallo spazio, questi dispositivi saranno in grado di trasmettere energia in qualsiasi luogo sulla Terra, quindi devi solo mettere i satelliti in un'orbita ottimale.
Come distribuire un pannello solare nello spazio?
Per produrre energia solare nello spazioaccessibili, sono necessarie due tecnologie di base. Innanzitutto, i veicoli di lancio per la consegna di materiali nello spazio devono essere economici ed ecologici. La maggior parte dei razzi attualmente utilizzati per trasportare carichi utili sono molto costosi e inquinano l’ambiente. Diverse società private, in particolare SpaceX, stanno ora sviluppando razzi riutilizzabili a basso costo.
Il secondo punto è la costruzione di satelliti solariin orbita. Per raccogliere la quantità di energia richiesta, i pannelli solari satellitari dovrebbero essere molto più grandi della ISS. In effetti, sarà un'enorme astronave. D'altra parte, i pannelli spaziali sono più facili da montare rispetto alla ISS.
Cosa sono i satelliti solari?
Secondo i ricercatori del MinisteroEnergia degli Stati Uniti, ci sono due tipi di satelliti che possono essere creati per raccogliere energia spaziale. Entrambi questi tipi saranno costituiti da collettori solari, riflettori e un trasmettitore. I riflettori sono grandi specchi che dirigeranno la radiazione verso piccoli pannelli - collettori - che poi convertono l'energia solare in microonde o energia laser per trasmetterla alla Terra. Le stazioni riceventi sulla Terra raccoglieranno, immagazzineranno e distribuiranno energia.
- Satelliti con trasmissione a microonde
La più grande di queste due strutture saranno i satelliti,trasmissione di microonde. Saranno costituiti da enormi riflettori solari che dirigono l'energia solare al centro del satellite, da dove viene poi trasmessa alla Terra sotto forma di microonde. I satelliti che trasmettono segnali a microonde orbiteranno attorno alla Terra in orbita geostazionaria a un'altitudine di circa 35.000 km, ovvero poco meno di un decimo della distanza dalla Luna.
Tuttavia, tutte queste costruzioni lo farannoenorme. I soli riflettori solari peseranno oltre 80.000 tonnellate con un diametro fino a 3 km. Grazie alle loro dimensioni, i satelliti a microonde potrebbero generare gigawatt di potenza e alimentare le principali città del mondo. Inoltre, la lunghezza d'onda dello spettro elettromagnetico è relativamente grande, quindi la trasmissione di energia da un tale satellite sarà veloce e intensa quanto la luce solare raggiunge la Terra.
Lancio, montaggio e funzionamento di satelliti,trasmettere microonde: tutto questo è molto costoso. Il loro valore è stimato in decine di miliardi di dollari. A causa delle grandi dimensioni, ci vorranno da 40 a 100 lanci per consegnare tutti i materiali. Inoltre, la dimensione dei centri di ricezione sulla Terra dovrebbe essere scalabile in base alle dimensioni dei satelliti nello spazio, da 3 a 10 km di diametro. E così ampi tratti di terra sono difficili da sviluppare e mantenere.
- Satelliti con trasmissione laser
Il secondo tipo di satelliti solari sono i satelliti contrasmissione laser: avranno solo un diametro di circa 2 m. Per trasferire l'energia sulla Terra, ospiteranno un laser alcalino pompato a diodi. Il laser può avere le dimensioni di un tavolo da cucina e irradiare energia sulla Terra con un'efficienza superiore al 50%.
Verranno lanciati satelliti con trasmissione lasergruppi in orbita terrestre bassa (LEO) a circa 400 km, poiché sono di piccole dimensioni. La produzione di tali dispositivi è meno rischiosa e richiede meno tempo rispetto ai satelliti che trasmettono segnali a microonde. Le stime dei costi per i satelliti a trasmissione laser vanno da 500 milioni di dollari a 1 miliardo di dollari.
Ma ha anche i suoi svantaggi.I satelliti per la trasmissione laser sono meno potenti: ciascuna unità genererà solo da 1 a 10 MW di potenza. Anche se venissero lanciati molti dispositivi contemporaneamente, non sarebbero in grado di eguagliare la potenza fornita dai satelliti di trasmissione a microonde. E poiché la potenza è inferiore, sarà più difficile trasmettere energia in caso di nuvole pesanti e pioggia.
Il lancio di pannelli solari nello spazio aiuterà a risolverenon solo problemi energetici, ma anche conflitti sociali e politici. Attualmente, molti paesi dipendono dalle forniture di combustibili fossili e le limitate forniture di petrolio e carbonio stanno causando gravi conflitti internazionali. L'energia solare contribuirà a garantire l'indipendenza energetica. Inoltre, questa energia può essere esportata quasi ovunque nel mondo.
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