Ljudi će uskoro početi sakupljati sunčevu energiju iz svemira

Istraživači sa Kalifornijskog instituta za tehnologiju upisali su povijest obnovljive energije slanjem solarnih panela u svemir za prikupljanje sunčeve energije iz orbite, objavio je Newsweek na svojoj web stranici 5. januara.

3. januara, Caltech istraživači su uspješno lansirali svemirski demonstrator solarne energije (SSPD). Ovo je prototip svemirskog broda koji prikuplja sunčevu energiju neovisno o atmosferi i dnevnom ciklusu. Svemirska letjelica će koristiti bežični prijenos za slanje sunčeve energije natrag na Zemlju.

Solarni paneli na Zemlji koriste fotonaponski efekat za pretvaranje sunčeve svjetlosti direktno u električnu energiju. Pri tome, fotoni udaraju u silicijumsku fotonaponsku ćeliju, uzrokujući izbacivanje elektrona iz atoma, stvarajući tako električnu struju. Energija se također može prikupiti iz sunčeve svjetlosti koristeći koncentriranu solarnu termalnu (CSP) tehnologiju, koja koristi ogledala ili sočiva za prikupljanje sunčeve svjetlosti i omogućavanje njenom pretvaranju u toplinu, na kraju stvarajući paru visoke temperature koja se pretvara u električnu energiju preko turbinskih generatora.

Godine 2021. solarna energija će činiti 4 posto svjetske proizvodnje električne energije.

Međutim, glavni nedostatak solarne energije na Zemlji je to što ona može prikupljati energiju samo tokom dana, a na efikasnost proizvodnje električne energije utiču godišnja doba i oblačnost. Ovi problemi se mogu izbjeći u svemiru.

SSPD se sastoji od tri komponente, od kojih će svaka biti predmet posebnog eksperimenta. Prvi eksperiment je Deployable In-Orbit Ultralight Composite Experiment (DOLCE), koji će testirati raspoređivanje modularne svemirske letjelice, kvadratne strukture od 6 stopa (1,83 m) koja će testirati mehanizme potrebne za konačno oslobađanje klastera od jednog kilometra svemirski brod. Drugi eksperiment je ALBA, koji će testirati koje od 32 različite vrste fotonaponskih ćelija su najefikasnije u svemiru. Posljednji eksperiment je mikrovalni niz za prijenos snage u eksperimentu niske orbite (MAPLE), koji će testirati upotrebu mikrovalnih pećnica za prijenos energije.

Međutim, postoji niz važnih prekretnica koje treba prijeći kako bi se ova nova tehnologija pokrenula i pokrenula.

Kevin Trenberth, klimatolog i istaknuti naučnik u Nacionalnom centru za istraživanje atmosfere, rekao je novinarima: "Najveći izazov, po mom mišljenju, je prenijeti sunčevu energiju nazad na Zemlju bez velikih gubitaka ili drugih problema tokom tog vremena (kao što je stub solarne svjetlosti koji pada izvan predviđenog područja)."

To ne bi trebao biti problem u svemiru, gdje nema zraka", rekao je on. Ali do raspršivanja može doći kad god na njega utiču atmosferski atomi (nabijeni atomi u jonosferi) i molekuli."

Trenberth kaže da će najozbiljnije probleme vjerovatno uzrokovati vodena para, koja apsorbira sunčevu svjetlost i proizvodi lokaliziranu toplinu. To slabi prijenos energije i njegovu efikasnost.

Neki delovi Zemlje, kao što su suptropi, imaju manje vodene pare i mogli bi da obezbede neku vrstu prozora", kaže on. Ali ne znam kako da ciljam i kako efikasno iskoristim te prozore na Zemlji koja se rotira. Sada, ovaj problem se donekle može izbjeći pretvaranjem sunčeve energije u mikrovalnu energiju, koja se relativno lako može prenijeti kroz atmosferu osim ako na nju utiču kapi kiše ili čestice.Na Zemlji se mikrovalni tornjevi koriste za emitiranje energije u rasponu od oko 10 milja (oko 16 kilometara), a ne stotine milja."

Rekao je: "Veliki problem je što se solarna energija širi u svim smjerovima umjesto da se skuplja. Bolje agregiranje se može postići korištenjem ogromnih antena, ali čak i to bi zahtijevalo ogromne prijemnike."

Čak i ako se utvrdi da ova tehnologija funkcionira, neki ne misle da će biti usvojena.

Thomas White, naučnik solarnih ćelija i vanredni profesor na Univerzitetu u Sidneju u Australiji, rekao je novinarima: „Teško mi je da zamislim kako bi se ovaj pristup mogao takmičiti sa fotonaponskom energijom na planeti, čak i kada se uračunaju troškovi skladištenja obezbijediti 24-satnu zalihu."

Rekao je: "Iako postoje neki vrlo optimistični scenariji za budući razvoj tehnologije, (nedavna analiza troškova i koristi koju je naručila Evropska svemirska agencija) sugerira da će njen potencijalni nivelirani trošak električne energije (LCOE) biti između 3,8 i 10,6 eurocenti po kWh do 2045. Trenutni LCOE za PV na planeti je već oko 3 eurocenta po kWh i opada iz godine u godinu, tako da će biti znatno ispod ove cijene do 2045. Troškovi skladištenja energije također brzo padaju."

Ako svemirske solarne ćelije budu uspješne, rekao je White, morat će se takmičiti sa postojećim tehnologijama, koje su već dobro shvaćene i dokazane na terenu kao jedan od najjeftinijih načina za proizvodnju električne energije i na vrlo predvidljivom putu ka nižim troškovima.