Орбитална слънчева енергия: Слънчеви електроцентрали в космоса

• Автор:
• име Автор

  Quantumrun Foresight
• Март 20, 2023

Нарастващата загриженост за устойчивостта на околната среда увеличи интереса към намирането на възобновяема енергия. Слънчевите и вятърните енергийни системи се очертаха като популярен избор; обаче зависимостта им от големи количества земя и оптимални условия ограничават ефективността им като единствен източник на енергия. Алтернативно решение е събирането на слънчева светлина в космоса, което може да осигури постоянен източник на енергия без ограниченията, наложени от земните и метеорологичните условия.

Контекст на орбиталната слънчева енергия

Орбитална слънчева електроцентрала в геостационарна орбита има потенциала да осигури постоянен 24/7 източник на слънчева енергия през целия си експлоатационен живот. Тази станция ще генерира енергия чрез слънчева енергия и ще я предава обратно на Земята с помощта на електромагнитни вълни. Правителството на Обединеното кралство си постави за цел да създаде първата такава система до 2035 г. и обмисля използването на многократната ракетна технология на Space X, за да превърне този проект в реалност.

Китай вече започна да експериментира с предаване на енергия на големи разстояния чрез електромагнитни вълни. Междувременно японската космическа агенция JAXA има план, който включва свободно плаващи огледала за фокусиране на слънчевата светлина и канализиране на енергията към Земята чрез 1 милиард антени и микровълнова технология. Съществуват обаче опасения за това как високочестотният радиопредавател на енергия, използван от Обединеното кралство, би повлиял на наземните комуникации и операциите за контрол на трафика, които зависят от използването на радиовълни.

Внедряването на орбитална електроцентрала може да помогне за намаляване на емисиите и по-ниски енергийни разходи, но също така има опасения относно разходите за нейното изграждане и потенциалните емисии, произведени по време на нейното изграждане и поддръжка. Освен това, както беше посочено от JAXA, координирането на антените да имат фокусиран лъч също е голямо предизвикателство. Взаимодействието на микровълните с плазмата също изисква по-нататъшно проучване, за да се разберат напълно неговите последици. 

Разрушително въздействие 

Космическите станции за слънчева енергия могат да намалят световната зависимост от изкопаеми горива за производство на електроенергия, което потенциално води до значително намаляване на емисиите. Освен това успехът на тези операции може да увеличи финансирането на публичния и частния сектор в технологиите за космически пътувания. Въпреки това, разчитането на една или множество орбитални електроцентрали също увеличава рисковете, свързани с откази на системата или компонентите. 

Ремонтът и поддръжката на орбитална електроцентрала вероятно ще изисква използването на роботи, тъй като би било трудно и непосилно за хората да изпълняват задачи по поддръжката в сурови космически условия. Разходите за резервни части, материали и труд, необходими за извършване на ремонт, също биха били важен фактор, който трябва да се вземе предвид.

В случай на повреда на системата, последствията могат да бъдат мащабни и съществени. Разходите за ремонт на тези космически електроцентрали и възстановяването им до пълен оперативен капацитет биха били високи, а загубата на мощност може да доведе до временен недостиг на земна енергия в цели региони. Следователно ще бъде от решаващо значение да се гарантира стабилността и надеждността на такива системи чрез задълбочено тестване и квалификация на компонентите, както и прилагане на стабилни процедури за наблюдение и поддръжка за откриване и проактивно адресиране на потенциални проблеми.

Последици от орбиталната слънчева енергия

По-широките последици от орбиталната слънчева енергия могат да включват:

• Самодостатъчност в производството на енергия на страните, които използват такива станции.
• По-широк достъп до електроенергия, особено в селските и отдалечени райони, което може да подобри качеството на живот и да увеличи социалното развитие.
• Намалени разходи, свързани с производството и разпределението на енергия, което води до намаляване на бедността и увеличаване на икономическия растеж.
• Развитието на орбиталната слънчева енергия, което води до допълнителен напредък в космическите технологии и създаването на нови, високотехнологични работни места в инженерството, научните изследвания и производството.
• Увеличаването на работните места в областта на чистата енергия води до отдалечаване от традиционните роли на изкопаемите горива, което потенциално води до загуба на работни места и необходимост от преквалификация и развитие на работната сила.
• Повишено сътрудничество и сътрудничество между страните, както и повишена конкуренция за технологичен напредък в тази област.
• Прилагането на орбитална слънчева енергия води до създаването на нови разпоредби и закони, свързани с използването на космоса и разполагането на сателити, което потенциално води до нови международни споразумения и договори.
• По-голяма наличност на земя за жилищни, търговски и селскостопански цели.

Въпроси за разглеждане

• Как държавите могат да си сътрудничат по-добре, за да подкрепят инициативи за възобновяема енергия като тези?
• Как потенциалните компании в тази област могат да намалят космическите отпадъци и други възможни проблеми?