Ihmiset alkavat kerätä aurinkoenergiaa avaruudesta

California Institute of Technologyn tutkijat ovat tehneet uusiutuvan energian historiaa lähettämällä aurinkopaneeleja avaruuteen keräämään aurinkoenergiaa kiertoradalta, Newsweek raportoi verkkosivuillaan 5. tammikuuta.

3. tammikuuta Caltechin tutkijat käynnistivät onnistuneesti Space Solar Power Demonstratorin (SSPD). Tämä on avaruusaluksen prototyyppi, joka kerää aurinkoenergiaa ilmakehästä ja vuorokausikierrosta riippumatta. Avaruusalus käyttää langatonta lähetystä aurinkoenergian lähettämiseen takaisin Maahan.

Maan aurinkopaneelit käyttävät aurinkosähkövaikutusta auringonvalon muuntamiseen suoraan sähköksi. Tässä fotonit osuvat piin aurinkokennoon aiheuttaen elektronien irtoamisen atomeista, jolloin syntyy sähkövirtaa. Energiaa voidaan myös kerätä auringonvalosta käyttämällä CSP-tekniikkaa, joka käyttää peilejä tai linssejä auringonvalon keräämiseen ja sen muuntamiseen lämmöksi, mikä lopulta tuottaa korkean lämpötilan höyryä, joka muunnetaan sähköksi turbiinigeneraattoreiden kautta.

Vuonna 2021 aurinkovoiman osuus maailman sähköntuotannosta on neljä prosenttia.

Aurinkoenergian suuri haitta maapallolla on kuitenkin se, että se pystyy keräämään energiaa vain päivän aikana ja sähköntuotannon tehokkuuteen vaikuttavat vuodenajat ja pilvisyys. Nämä ongelmat voidaan välttää avaruudessa.

SSPD koostuu kolmesta osasta, joista jokaiselle tehdään erillinen koe. Ensimmäinen kokeilu on Deployable In-Orbit Ultralight Composite Experiment (DOLCE), joka testaa modulaarisen avaruusaluksen, 6 jalan (1,83 m) neliömäisen rakenteen, käyttöönottoa. Se testaa mekanismeja, joita tarvitaan yhden kilometrin luokan klusterin vapauttamiseen. avaruusalus. Toinen koe on ALBA, joka testaa, mitkä 32 erilaisesta aurinkokennotyypistä ovat tehokkaimpia avaruudessa. Viimeinen koe on Microwave Array for Power Transfer in Low Orbit Experiment (MAPLE), joka testaa mikroaaltojen käyttöä energian siirtämiseen.

On kuitenkin ylitettävä useita tärkeitä virstanpylväitä, jotta tämä kehittyvä teknologia saadaan käyttöön.

Kevin Trenberth, ilmastotutkija ja arvostettu tutkija National Center for Atmospheric Researchista, kertoi toimittajille: "Mielestäni suurin haaste on siirtää aurinkoenergiaa takaisin Maahan ilman suuria häviöitä tai muita ongelmia tuona aikana (kuten aurinkovalopylväs putoaa sen aiotun alueen ulkopuolelle).

Tämän ei pitäisi olla ongelma avaruudessa, jossa ei ole ilmaa", hän sanoi. Mutta sirontaa voi tapahtua aina, kun siihen vaikuttavat ilmakehän atomit (ionosfäärissä varautuneet atomit) ja molekyylit."

Trenberth sanoo, että vakavimmat ongelmat johtuvat todennäköisesti vesihöyrystä, joka imee auringonvaloa ja tuottaa paikallista lämpöä. Tämä heikentää energian siirtoa ja sen tehokkuutta.

Joillakin maapallon alueilla, kuten subtrooppisilla alueilla, on vähemmän vesihöyryä ja ne voisivat tarjota jonkinlaisen ikkunan", hän sanoo. Mutta en tiedä kuinka kohdistaa ja hyödyntää näitä ikkunoita tehokkaasti pyörivällä maapallolla. tämä ongelma voidaan jossain määrin välttää muuntamalla aurinkoenergia mikroaaltoenergiaksi, joka voi siirtyä ilmakehän läpi suhteellisen helposti, ellei siihen vaikuta sadepisarat tai hiukkaset. Maapallolla mikroaaltotorneja käytetään lähettämään energiaa noin 10 asteen alueella maileja (noin 16 kilometriä) satojen mailien sijaan."

Hän sanoi: "Suuri ongelma on, että aurinkoenergia leviää kaikkiin suuntiin sen sijaan, että se kerääntyisi yhteen. Parempi yhdistäminen voitaisiin saavuttaa käyttämällä valtavia antenneja, mutta sekin vaatisi valtavia vastaanottimia."

Vaikka tämän tekniikan todetaan toimivan, jotkut eivät usko, että sitä oteta käyttöön.

Thomas White, aurinkokennotutkija ja apulaisprofessori Sydneyn yliopistosta Australiasta, sanoi toimittajille: "Minun on vaikea kuvitella, kuinka tämä lähestymistapa voisi kilpailla planeetan aurinkosähkön kanssa, vaikka varastointikustannukset huomioidaan tarjoa 24-tuntia."

Hän sanoi: "Vaikka teknologian tulevasta kehityksestä on olemassa joitakin erittäin optimistisia skenaarioita, (Euroopan avaruusjärjestön tilaama äskettäinen kustannus-hyötyanalyysi) viittaa siihen, että sen mahdollinen tasoitettu sähkökustannus (LCOE) on 3,8-10,6 eurosenttiä kohti. kWh vuoteen 2045 mennessä. Nykyinen aurinkoenergian LCOE planeetalla on jo noin 3 eurosenttiä kWh:lta ja se laskee vuosi vuodelta, joten se on selvästi alle tämän hinnan vuoteen 2045 mennessä. Myös energian varastoinnin kustannukset laskevat nopeasti."

Jos avaruudessa sijaitsevat aurinkokennot menestyvät, White sanoi, niiden on kilpailtava olemassa olevien teknologioiden kanssa, jotka ovat jo hyvin ymmärretty ja kentällä todistettu yhdeksi halvimmista tavoista tuottaa sähköä ja jotka ovat hyvin ennustettavalla tiellä alentaa kustannuksia.