Większość ludzi zna pojęcie paneli słonecznych. Są one zwykle instalowane na dachach lub na ziemi i przekształcają światło słoneczne w energię elektryczną do zasilania domów, firm i infrastruktury. A co, gdyby można było zbliżyć się do źródła? Rozważ kosmiczną energię słoneczną.
Dowiedz się więcej → 3 min
Jak to działa?
Wielu naukowców marzy o kosmicznych farmach słonecznych, które mogłyby generować energię w przestrzeni kosmicznej, nieobciążonej chmurami lub nocną ciemnością, i przesyłać ją z powrotem na Ziemię. Choć brzmi to jak science-fiction, jesteśmy bliżej niż kiedykolwiek urzeczywistnienia tego pomysłu. Oto jak by to działało:
- Wielokrotne starty rakiet transportowałyby satelity słoneczne w kosmos, kawałek po kawałku.
- Satelity te wykorzystywałyby lustra do odbijania promieniowania słonecznego na mniejsze kolektory słoneczne.
- Kolektory słoneczne przesyłałyby następnie energię na Ziemię za pomocą wiązki laserowej lub mikrofalowej. Zależałoby to od rodzaju satelity, z którego pochodzi.
- Specjalny typ anteny, znany jako antena prostokątna, odbierałby energię na powierzchni Ziemi.
Farma słoneczna orbitowałaby wokół planety. Wyzwania związane z umieszczaniem farm słonecznych na Ziemi, takie jak znalezienie dla nich miejsca i zminimalizowanie degradacji gruntów, można by uniknąć, umieszczając panele daleko poza atmosferą planety.
Jakie problemy mogłyby rozwiązać farmy słoneczne w kosmosie?
Kosmiczna farma słoneczna rozwiązałaby te same problemy, które już rozwiązują ziemskie panele słoneczne, takie jak:
1. Zmiany klimatyczne
Wykorzystywanie paliw kopalnych do generowania energii uwalnia gazy cieplarniane, przyczyniając się do zmian klimatycznych, które wpływają na życie na Ziemi. Rezultatem są większe powodzie w niektórych obszarach i gorsze susze w innych, rosnące pływy i kaskada niekorzystnych skutków ekologicznych. Z kolei panele słoneczne nie wytwarzają żadnych emisji przyczyniających się do zmian klimatycznych. Są formą czystej energii.
2. Niedobory mocy
Wiele osób mieszka na obszarach pozbawionych niezawodnej energii elektrycznej. Farmy słoneczne, czy to w kosmosie , czy tutaj na Ziemi, przyniosłyby ulgę ludziom żyjącym bez klimatyzacji, ogrzewania, lodówek i innych urządzeń podnoszących standard życia.
Energia słoneczna mogłaby również zasilać szpitale, samochody elektryczne i internet w słabo rozwiniętych regionach. Wyeliminowałoby to problem przeciążenia sieci w bardziej rozwiniętych obszarach.
3. Skończone zasoby
Paliwa kopalne nie będą trwać wiecznie. Według niektórych szacunków, w Stanach Zjednoczonych zabraknie suchego gazu ziemnego w ciągu mniej niż 100 lat, a rezerwy węgla mają zniknąć szybciej. Alternatywna energia jest nie tylko dobra dla planety – jest niezbędna do zaspokojenia światowego zapotrzebowania na energię elektryczną. Energia słoneczna nigdy się nie wyczerpie, co czyni ją idealnym źródłem zasilania.
Na jakim etapie znajduje się obecnie technologia?
Kilka krajów pracuje już nad technologią kosmicznej energii słonecznej (SBSP). Chiny planują uruchomić stację SBSP do 2035 roku.
Laboratorium Badawcze Marynarki Wojennej Stanów Zjednoczonych wystrzeliło swojego pierwszego satelitę testowego w 2020 roku. Brytyjska inicjatywa Space Energy Initiative planuje uruchomić swoją pierwszą kosmiczną elektrownię do lat 40-tych XX wieku. W 2022 r. Europejska Agencja Kosmiczna oświadczyła, że wystrzeli własne satelity słoneczne pod nazwą Solaris.
Obecnie koszt wystrzelenia wielu rakiet w celu przetransportowania farm słonecznych w kosmos jest astronomiczny, co jest głównym czynnikiem hamującym rozwój tej technologii. SBSP prawdopodobnie wystartuje , jeśli koszty podróży kosmicznych staną się mniej zaporowe.
Jakie są korzyści z SBSP?
Istnieje kilka obiecujących aspektów kosmicznych farm słonecznych, w tym
- Mikrofalowe satelity słoneczne zapewniałyby stałą transmisję energii niezależnie od warunków atmosferycznych.
- Panele byłyby zawsze w pełni nasłonecznione.
- Pojedynczy mikrofalowy satelita słoneczny zapewniałby wystarczającą ilość energii do zasilania dużego miasta.
- Technologia jest bezpieczna.
- Satelity kosmiczne zwolniłyby przestrzeń zajmowaną przez ziemskie farmy słoneczne, która mogłaby zostać wykorzystana na potrzeby rolnictwa, ochrony przyrody lub osiedli ludzkich.
- Podobnie, kosmiczne farmy słoneczne nie niszczyłyby wrażliwych siedlisk ekologicznych.
- Laserowe satelity słoneczne mają stosunkowo niski koszt uruchomienia.
Jakie są wady?
Nawet najlepsze technologie mają pewne wady. Niedociągnięcia kosmicznych farm słonecznych obejmują następujące kwestie:
- Laserowe satelity słoneczne są mniej wydajne niż satelity mikrofalowe, więc potrzeba ich kilku, aby wywrzeć wpływ.
- Śmieci kosmiczne mogą uderzyć w panele.
- Satelity zakłócają astronomię, utrudniając obserwację gwiazd.
- Umieszczanie laserów w przestrzeni kosmicznej budzi obawy dotyczące bezpieczeństwa. Czy mogą zostać wykorzystane do produkcji broni? Czy mogą uszkodzić ludzkie oczy?
- Stworzenie farmy mikrofalowych satelitów słonecznych wymagałoby nawet 100 startów w kosmos. Koszt byłby niebotyczny.
- Naprawa kosmicznych paneli słonecznych byłaby trudna, ponieważ znajdują się one tak daleko.
- Przestrzeń kosmiczna to nieprzyjazne środowisko – poza atmosferą panele słoneczne prawdopodobnie ulegałyby degradacji znacznie szybciej niż na Ziemi.
Pomimo potencjalnych problemów, naukowcy na tyle wierzą w tę technologię, że wiele krajów pracuje nad wysłaniem farm słonecznych w kosmos.
Perspektywy dla farm słonecznych
Przyszłość pozaziemskich paneli słonecznych rysuje się w jasnych barwach. Chociaż obecnie istnieje kilka barier technologicznych i finansowych uniemożliwiających wystrzelenie pełnej farmy słonecznej w kosmos, wraz ze spadkiem kosztów i postępem technologicznym, SBSP nie będą już relegowane do sfery science fiction.
No Comments