誰もがすべての国にクリーン エネルギーを提供し、世界中のどこにでも届けることができます。
世界のエネルギー消費量のわずか1.11％2019年は太陽エネルギーから受け取りました。太陽には大きなエネルギーポテンシャルがあるので、研究者はそのポテンシャルを最大限に活用する方法を探しています。
一見すると、太陽エネルギーは単純ですそして明白な選択。化石燃料とは異なり、その生産は地球温暖化を加速する温室効果ガスを排出しません。水資源と領土をめぐる競争も問題ではありません。
Еще с политической точки зрения солнечная энергия 最も安全な代替エネルギー源の 1 つです。石油と石炭の埋蔵量を処分する権利をめぐって大規模な紛争が発生した。この意味で、太陽エネルギーは普遍的であり、すべての人に属し、同時に誰にも属しません。
地球上で太陽エネルギーを受け取るのはなぜ効率的ではないのですか？
NASAによると、太陽エネルギーの約29％地球の大気から反射して宇宙に散乱しました。その上、太陽エネルギーのさらに23％は、大気を通過するときに水蒸気、オゾン、ほこりによって吸収されます。結局のところ、太陽エネルギーの48％だけが私たちの惑星に到達します。
したがって、地球上のソーラーパネルはせいぜい、元の量の半分のエネルギー。しかし、バッテリー自体にはまだ問題があり、それらの最大効率は約22％です。私たちは実験室以外の条件について話しています。そして最も重要なことは、ソーラーパネルは日中のみ機能することです。したがって、あなたは地球にいない間、太陽から直接エネルギーを受け取るという考えを持っている必要があります。
宇宙太陽光発電はどのように機能しますか？
宇宙太陽光発電（SBSP）はアイデアです衛星ソーラーパネルを使用して宇宙で太陽エネルギーを収集します。そして無線で地球に到達します。欧州宇宙機関 (ESA) によると、太陽からの光は大気圏外では 11 倍強いとのことです。したがって、衛星ソーラーパネルは、人類が費やすことさえできない膨大な量のエネルギーを提供することができます。
さらに、衛星パネルは脅かされていません悪天候と日没。これらのデバイスは、宇宙から地球上のあらゆる場所にエネルギーを送信できるため、衛星を最適な軌道に乗せるだけで済みます。
宇宙にソーラーパネルを配備する方法は？
宇宙太陽光発電を作るにはアクセス可能にするには、2 つの基本テクノロジーが必要です。まず、物質を宇宙に運ぶための打ち上げロケットは、安価で環境に優しいものでなければなりません。現在、ペイロードの輸送に使用されているロケットのほとんどは非常に高価であり、環境を汚染しています。いくつかの民間企業、特にスペースXは現在、低コストで再利用可能なロケットを開発している。
第二のポイントは、太陽衛星の建設です軌道上。必要な量のエネルギーを収穫するには、衛星ソーラーパネルはISSよりもはるかに大きい必要があります。実際、それは巨大な宇宙船になるでしょう。一方、スペースパネルはISSよりも組み立てが簡単です。
太陽衛星とは何ですか？
省の研究者によると米国のエネルギー、宇宙エネルギーを収集するために作成できる衛星には2つのタイプがあります。これらのタイプは両方とも、ソーラーコレクター、リフレクター、トランスミッターで構成されます。リフレクターは、放射を小さなパネル（コレクター）に向ける大きなミラーであり、コレクターは太陽エネルギーをマイクロ波またはレーザーエネルギーに変換して地球に送信します。地球上の受信ステーションは、エネルギーを収集、保存、および分配します。
- マイクロ波伝送を備えた衛星
これら2つの構造のうち大きい方が衛星になります。マイクロ波を送信します。それらは、太陽エネルギーを衛星の中心に向け、そこからマイクロ波の形で地球に送信される巨大な太陽反射板から作られます。マイクロ波信号を送信する衛星は、月から10分の1の距離にある、高度約35,000kmの静止軌道で地球を周回します。
ただし、そのような構造はすべて巨大。ソーラーリフレクターだけでも、最大3kmの直径で80,000メートルトン以上の重量があります。その巨大なサイズのおかげで、マイクロ波衛星はギガワットの電力を生成し、世界の主要都市に電力を供給することができます。さらに、電磁スペクトルの波長は比較的大きいので、そのような衛星からのエネルギーの伝達は、太陽光が地球に到達するのと同じくらい速くて強いでしょう。
衛星の打ち上げ、組み立て、運用、マイクロ波の送信-これはすべて非常に高価です。それらの価値は数百億ドルと見積もられています。サイズが大きいため、すべての資料を納品するのに40〜100回の打ち上げが必要です。さらに、地球上の受信センターのサイズは、宇宙空間の衛星のサイズ（直径約3〜10 km）に合わせて拡張できる必要があります。そして、そのような広大な土地は、開発と維持が困難です。
- レーザー伝送を備えた衛星
2 番目のタイプの太陽衛星は、レーザー伝送 - 直径はわずか約 2 m です。エネルギーを地球に戻すために、ダイオード励起のアルカリレーザーを収容する予定です。レーザーはキッチンテーブルほどの大きさで、50% 以上の効率でエネルギーを地球に放射します。
レーザー通信を搭載した衛星が打ち上げられますそれらはサイズが小さいため、約 400 km の地球低軌道 (LEO) にグループ化されます。このようなデバイスの製造は、マイクロ波信号を送信する衛星よりもリスクが少なく、時間もかかりません。レーザー伝送衛星のコスト見積もりは 5 億ドルから 10 億ドルの範囲です。
しかし、欠点もあります。レーザー送信衛星はそれほど強力ではなく、各ユニットが生成する電力は 1 ～ 10 MW のみです。たとえ多くの装置が一度に打ち上げられたとしても、マイクロ波送信衛星から供給される電力には太刀打ちできません。そして出力が低下するため、厚い雲や雨の中ではエネルギーを伝達することがより困難になります。
太陽電池パネルを宇宙に打ち上げることは解決に役立ちますエネルギー問題だけでなく、社会的および政治的紛争も。現在、多くの国が化石燃料の供給に依存しており、石油と炭素の供給が限られているため、深刻な国際紛争が発生しています。太陽エネルギーは、エネルギーの独立性を確保するのに役立ちます。また、このエネルギーは世界中のほぼどこにでも輸出することができます。
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