Toată lumea poate oferi tuturor țărilor energie curată și o poate livra oriunde în lume.
Doar 1,11% din consumul global de energie în2019 primit din energia solară. Soarele are un potențial energetic uriaș, așa că cercetătorii caută o modalitate de a folosi la maximum potențialul său.
La prima vedere, energia solară este simplăși alegerea evidentă. Spre deosebire de combustibilii fosili, producția sa nu emite gaze cu efect de seră care accelerează încălzirea globală. Nici competiția pentru resursele de apă și teritoriile nu este o problemă.
Mai mult din punct de vedere politic energia solarăuna dintre cele mai sigure surse de energie alternativă. Au avut loc conflicte majore cu privire la dreptul de a dispune de rezervele de petrol și cărbune. În acest sens, energia solară este universală, aparține tuturor și nimănui în același timp.
De ce nu este eficient să primim energie solară pe Pământ?
Potrivit NASA, aproximativ 29% din energia solarăreflectat înapoi din atmosfera pământului și împrăștiat în spațiu. În plus, încă 23% din energia solară este absorbită de vaporii de apă, ozonul și praful pe măsură ce trece prin atmosferă. La urma urmei, doar 48% din energia solară ajunge pe planeta noastră.
Prin urmare, panourile solare de pe Pământ primesc înăuntruîn cel mai bun caz, jumătate din energia cantității inițiale. Dar mai există o problemă în bateriile în sine, eficiența lor maximă este de aproximativ 22%: vorbim de condiții non-laboratoare. Și cel mai important, panourile solare funcționează doar în timpul zilei. Prin urmare, trebuie să aveți o idee pentru a primi energie direct de la Soare, în timp ce nu vă aflați pe Pământ.
Cum funcționează energia solară spațială?
Power Solar Space (SBSP) este o ideecolectarea energiei solare în spațiu folosind panouri solare prin satelit. Apoi ajunge fără fir pe Pământ. Potrivit Agenției Spațiale Europene (ESA), lumina de la Soare este de 11 ori mai intensă în afara atmosferei. Prin urmare, panourile solare prin satelit pot furniza o cantitate imensă de energie pe care umanitatea nici măcar nu o poate cheltui.
În plus, panourile de satelit nu sunt amenințatevreme rea și apus. Din spațiu, aceste dispozitive vor putea transmite energie în orice loc de pe Pământ, așa că trebuie doar să puneți sateliții pe o orbită optimă.
Cum se instalează un panou solar în spațiu?
Pentru a produce energie solară în spațiuaccesibile, sunt necesare două tehnologii de bază. În primul rând, vehiculele de lansare pentru livrarea materialelor în spațiu trebuie să fie ieftine și ecologice. Majoritatea rachetelor utilizate în prezent pentru a livra încărcături utile sunt foarte scumpe și poluează mediul. Mai multe companii private, în special SpaceX, dezvoltă acum rachete ieftine, reutilizabile.
Al doilea punct este construcția sateliților solaripe orbita. Pentru a recolta cantitatea necesară de energie, panourile solare prin satelit ar trebui să fie mult mai mari decât ISS. De fapt, va fi o navă spațială uriașă. Pe de altă parte, panourile spațiale sunt mai ușor de asamblat decât ISS.
Ce sunt sateliții solari?
Potrivit cercetătorilor de la MinisterEnergie SUA, există două tipuri de sateliți care pot fi creați pentru a colecta energie spațială. Ambele tipuri vor consta din colectoare solare, reflectoare și un transmițător. Reflectoarele sunt oglinzi mari care vor direcționa radiația către panouri mici - colectoare - care apoi transformă energia solară în energie cu microunde sau laser pentru a o transmite pe Pământ. Stațiile de recepție de pe Pământ vor colecta, stoca și distribui energie.
- Sateliți cu transmisie cu microunde
Cea mai mare dintre aceste două structuri vor fi sateliții,transmiterea microundelor. Acestea vor fi realizate din reflectoare solare uriașe care direcționează energia solară către centrul satelitului, de unde este apoi transmisă pe Pământ sub formă de microunde. Sateliții care transmit semnale cu microunde vor orbita Pământul pe o orbită geostaționară la o altitudine de aproximativ 35.000 km - adică cu puțin sub o zecime din distanța de la Lună.
Cu toate acestea, toate astfel de construcții vorimens. Numai reflectoarele solare vor cântări peste 80.000 de tone metrice, cu un diametru de până la 3 km. Datorită dimensiunilor lor mari, sateliții cu microunde ar putea genera gigawați de putere și pot alimenta marile orașe ale lumii. În plus, lungimea de undă a spectrului electromagnetic este relativ mare, astfel încât transmisia de energie de la un astfel de satelit va fi la fel de rapidă și intensă pe cât lumina soarelui ajunge pe Pământ.
Lansarea, asamblarea și operarea sateliților,transmiterea microundelor - toate acestea sunt foarte scumpe. Valoarea lor este estimată la zeci de miliarde de dolari. Datorită dimensiunii mari, va fi nevoie de 40 până la 100 de lansări pentru a livra toate materialele. În plus, dimensiunea centrelor receptoare de pe Pământ ar trebui să fie scalabilă la dimensiunea sateliților din spațiu – aproximativ 3 până la 10 km în diametru. Și suprafețe atât de mari de pământ sunt greu de dezvoltat și întreținut.
- Sateliți cu transmisie laser
Al doilea tip de sateliți solari sunt sateliții cutransmisie laser - vor avea doar aproximativ 2 m diametru. Pentru a transfera energie înapoi pe Pământ, ei vor găzdui un laser alcalin pompat cu diode. Laserul poate avea aproximativ dimensiunea unei mese de bucătărie și poate radia energie către Pământ cu o eficiență de peste 50%.
Vor fi lansați sateliți cu transmisie laserse grupează pe orbită terestră joasă (LEO) la aproximativ 400 km, deoarece sunt de dimensiuni mici. Producția unor astfel de dispozitive este mai puțin riscantă și necesită mai puțin timp decât sateliții care transmit semnale cu microunde. Costurile estimate pentru sateliții cu transmisie laser variază de la 500 de milioane de dolari la 1 miliard de dolari.
Dar are și dezavantajele ei.Sateliții de transmisie laser sunt mai puțin puternici: fiecare unitate va genera doar 1 până la 10 MW de putere. Chiar dacă multe dispozitive ar fi lansate simultan, ele nu ar putea egala puterea furnizată de sateliții de transmisie cu microunde. Și din moment ce puterea este mai mică, va fi mai dificil să transmiteți energie prin nori grei și ploaie.
Lansarea panourilor solare în spațiu va ajuta la rezolvarenu numai probleme energetice, ci și conflicte sociale și politice. În prezent, multe țări depind de aprovizionarea cu combustibili fosili, iar rezervele limitate de petrol și carbon provoacă grave conflicte internaționale. Energia solară va contribui la asigurarea independenței energetice. De asemenea, această energie poate fi exportată aproape oriunde în lume.
Citeste mai mult:
Există o altă „planetă” în interiorul Pământului: cum a salvat viața în curs de dezvoltare
Fuziunea nucleară nu mai are nevoie de milioane de grade: cum funcționează noua metodă
Un nou studiu respinge teoria transferului de energie luminoasă