Orbitaalne päikeseenergia: päikeseelektrijaamad kosmoses

• Autor:
• autori nimi

  Quantumrun Foresight
• Märtsil 20, 2023

Kasvav mure keskkonnasäästlikkuse pärast on suurendanud huvi taastuvenergia leidmise vastu. Populaarseteks valikuteks on kujunenud päikese- ja tuuleenergiasüsteemid; nende sõltuvus suurest maast ja optimaalsed tingimused piiravad aga nende tõhusust ainsa energiaallikana. Alternatiivne lahendus on päikesevalguse kogumine kosmoses, mis võib pakkuda püsivat energiaallikat ilma maa- ja ilmastikutingimustest tulenevate piiranguteta.

Orbitaalse päikeseenergia kontekst

Geostatsionaarsel orbiidil olev orbitaalne päikeseelektrijaam võib pakkuda pidevat ööpäevaringset päikeseenergia allikat kogu oma tööea jooksul. See jaam toodaks energiat päikeseenergia abil ja edastaks selle elektromagnetlainete abil Maale tagasi. Ühendkuningriigi valitsus on seadnud eesmärgiks luua esimene selline süsteem aastaks 24 ja kaalub Space X korduvkasutatava raketitehnoloogia kasutamist selle projekti elluviimiseks.

Hiina on juba alustanud katseid jõuülekandega suurte vahemaade tagant läbi elektromagnetlainete. Vahepeal on Jaapani kosmoseagentuuril JAXA plaan, mis hõlmab vabalt ujuvaid peegleid, et suunata päikesevalgust ja suunata energia Maale 1 miljardi antenni ja mikrolainetehnoloogia kaudu. Siiski on muret selle pärast, kuidas Ühendkuningriigis kasutatav kõrgsageduslik võimsust edastav raadiokiir mõjutaks raadiolainete kasutamisest sõltuvat maapealset sidet ja liikluskorraldustoiminguid.

Orbitaalelektrijaama rakendamine võib aidata vähendada heitkoguseid ja energiakulusid, kuid muret tekitavad ka selle ehituskulud ning selle ehitamise ja hooldamise käigus tekkivad potentsiaalsed heitkogused. Veelgi enam, nagu märkis JAXA, on antennide koordineerimine fokuseeritud valgusvihu saamiseks samuti suur väljakutse. Mikrolainete koostoime plasmaga nõuab ka täiendavaid uuringuid, et täielikult mõista selle mõju. 

Häiriv mõju 

Päikeseelektrijaamad võivad vähendada ülemaailmset sõltuvust fossiilkütustest elektrienergia tootmisel, mis võib viia heitkoguste olulise vähenemiseni. Lisaks võib nende toimingute edu suurendada avaliku ja erasektori rahastamist kosmosereiside tehnoloogiatele. Ühele või mitmele orbitaalelektrijaamale tuginemine suurendab aga ka süsteemi või komponentide riketega seotud riske. 

Orbitaalelektrijaama remont ja hooldus eeldaks tõenäoliselt robotite kasutamist, kuna inimestel oleks raske ja kulukas hooldustööde tegemine karmides kosmosetingimustes. Oluline tegur, mida tuleks arvesse võtta, oleks ka remonditööde tegemiseks vajalike varuosade, materjalide ja tööjõu maksumus.

Süsteemi rikke korral võivad tagajärjed olla kaugeleulatuvad ja olulised. Nende kosmoseelektrijaamade remondi ja täieliku töövõime taastamise kulud oleksid suured ning võimsuse kadumine võib kaasa tuua ajutise maapealse energia puuduse kogu piirkondades. Seetõttu on ülioluline tagada selliste süsteemide stabiilsus ja töökindlus komponentide põhjaliku testimise ja kvalifitseerimise ning tugevate seire- ja hooldusprotseduuride rakendamisega, et tuvastada ja ennetavalt lahendada võimalikke probleeme.

Orbitaalse päikeseenergia tagajärjed

Orbitaalse päikeseenergia laiemad tagajärjed võivad hõlmata järgmist:

• Selliseid jaamu kasutavate riikide energiatootmise isevarustatus.
• Laialdasem juurdepääs elektrile, eriti maapiirkondades ja kaugemates piirkondades, mis võib parandada elukvaliteeti ja suurendada sotsiaalset arengut.
• Energia tootmise ja jaotusega seotud kulude vähenemine, mis toob kaasa vaesuse vähenemise ja majanduskasvu suurenemise.
• Orbitaalse päikeseenergia arendamine, mille tulemuseks on täiendavad edusammud kosmosetehnoloogias ja uute kõrgtehnoloogiliste töökohtade loomine inseneri-, uurimis- ja tootmisvaldkonnas.
• Puhta energiaga töökohtade arvu suurenemine, mis toob kaasa nihkumise traditsioonilistest fossiilkütuste rollidest, mis võib kaasa tuua töökohtade kadumise ning vajaduse ümberõppe ja tööjõu arendamise järele.
• Suurenenud koostöö ja koostöö riikide vahel, samuti suurenenud konkurents valdkonna tehnoloogiliste edusammude pärast.
• Orbitaalse päikeseenergia rakendamine, mille tulemuseks on uute eeskirjade ja seaduste loomine kosmose kasutamise ja satelliitide kasutuselevõtu kohta, mis võib viia uute rahvusvaheliste lepingute ja lepinguteni.
• Suurem maa kättesaadavus elamu-, äri- ja põllumajandusmaa sihtotstarbeks.

Küsimused, mida kaaluda

• Kuidas saavad riigid teha paremat koostööd, et toetada selliseid taastuvenergia algatusi?
• Kuidas saavad potentsiaalsed ettevõtted selles valdkonnas vähendada kosmoseprahti ja muid võimalikke probleeme?