Orbitinė saulės energija: Saulės elektrinės erdvėje

• Autorius:
• autoriaus vardas

  Quantumrun Foresight
• Kovo 20, 2023

Didėjantis susirūpinimas aplinkos tvarumu padidino susidomėjimą atsinaujinančios energijos paieška. Saulės ir vėjo energijos sistemos tapo populiariu pasirinkimu; tačiau jų priklausomybė nuo didelio žemės kiekio ir optimalių sąlygų riboja jų, kaip vienintelio energijos šaltinio, efektyvumą. Alternatyvus sprendimas yra saulės spindulių surinkimas erdvėje, kuris galėtų užtikrinti pastovų energijos šaltinį be apribojimų dėl žemės ir oro sąlygų.

Orbitinės saulės energijos kontekstas

Geostacionarioje orbitoje esanti orbitinė saulės elektrinė gali užtikrinti nuolatinį saulės energijos šaltinį 24 valandas per parą, 7 dienas per savaitę per visą savo eksploatavimo laiką. Ši stotis generuotų energiją iš saulės energijos ir perduotų ją atgal į Žemę, naudodama elektromagnetines bangas. JK vyriausybė užsibrėžė tikslą sukurti pirmąją tokią sistemą iki 2035 m. ir svarsto galimybę panaudoti „Space X“ daugkartinio naudojimo raketų technologiją, kad šis projektas taptų realybe.

Kinija jau pradėjo eksperimentuoti su elektros perdavimo dideliais atstumais per elektromagnetines bangas. Tuo tarpu Japonijos kosmoso agentūra JAXA turi planą, apimantį laisvai plūduriuojančius veidrodžius, kad sutelktų saulės šviesą ir nukreiptų energiją į Žemę per 1 milijardą antenų ir mikrobangų technologiją. Tačiau nerimaujama dėl to, kaip JK naudojamas aukšto dažnio energiją perduodantis radijo pluoštas paveiktų antžeminį ryšį ir eismo valdymo operacijas, kurios priklauso nuo radijo bangų naudojimo.

Orbitinės elektrinės įdiegimas galėtų padėti sumažinti išmetamų teršalų kiekį ir sumažinti energijos sąnaudas, tačiau taip pat susirūpinimą kelia jos statybos sąnaudos ir galimos emisijos, atsirandančios statant ir prižiūrint. Be to, kaip pabrėžė JAXA, antenų koordinavimas, kad būtų sutelktas spindulys, taip pat yra didelis iššūkis. Mikrobangų sąveika su plazma taip pat reikalauja tolesnio tyrimo, kad būtų galima visiškai suprasti jos pasekmes. 

Trikdantis poveikis 

Saulės elektrinių kosminės stotys gali sumažinti pasaulinį priklausomybę nuo iškastinio kuro gaminant elektros energiją, o tai gali žymiai sumažinti išmetamų teršalų kiekį. Be to, šių operacijų sėkmė gali padidinti viešojo ir privataus sektoriaus finansavimą kosminių kelionių technologijoms. Tačiau pasikliaujant viena ar keliomis orbitinėmis elektrinėmis taip pat padidėja rizika, susijusi su sistemos ar komponentų gedimais. 

Orbitinės elektrinės remontui ir priežiūrai greičiausiai reikės naudoti robotus, nes žmonėms būtų sunku ir brangu atlikti techninės priežiūros užduotis atšiauriomis erdvės sąlygomis. Reikšmingas veiksnys, į kurį reikia atsižvelgti, taip pat būtų atsarginių dalių, medžiagų ir darbo, reikalingų remontui, kaina.

Sistemos gedimo atveju pasekmės gali būti toli siekiančios ir reikšmingos. Šių kosminių elektrinių remonto ir visiško veikimo atkūrimo išlaidos būtų didelės, o energijos praradimas gali laikinai trūkti antžeminės energijos visuose regionuose. Todėl bus labai svarbu užtikrinti tokių sistemų stabilumą ir patikimumą nuodugniai testuojant ir kvalifikuojant komponentus, taip pat įgyvendinant patikimas stebėjimo ir priežiūros procedūras, kad būtų galima aptikti ir aktyviai spręsti galimas problemas.

Orbitinės saulės energijos pasekmės

Platesnis orbitinės saulės energijos poveikis gali būti:

• Tokias stotis naudojančių šalių apsirūpinimas energijos gamyba.
• Didesnė prieiga prie elektros energijos, ypač kaimo ir atokiose vietovėse, o tai gali pagerinti gyvenimo kokybę ir padidinti socialinį vystymąsi.
• Sumažėjusios išlaidos, susijusios su energijos gamyba ir paskirstymu, dėl to mažėja skurdas ir spartėja ekonomikos augimas.
• Orbitinės saulės energijos plėtra, dėl kurios papildoma kosmoso technologijų pažanga ir naujų, aukštųjų technologijų darbo vietų kūrimas inžinerijos, tyrimų ir gamybos srityse.
• Padidėjęs švarios energijos darbo vietų skaičius, dėl kurio atsisakoma tradicinio iškastinio kuro naudojimo, dėl to gali būti prarastos darbo vietos ir poreikis persikvalifikuoti bei tobulinti darbo jėgą.
• Padidėjęs bendradarbiavimas ir bendradarbiavimas tarp šalių, taip pat padidėjusi konkurencija dėl technologijų pažangos šioje srityje.
• Orbitinės saulės energijos įdiegimas, dėl kurio sukuriami nauji reglamentai ir įstatymai, susiję su kosmoso naudojimu ir palydovų dislokavimu, dėl kurių gali būti sudaryti nauji tarptautiniai susitarimai ir sutartys.
• Didesnis žemės prieinamumas gyvenamajai, komercinei ir žemės ūkio paskirčiai.

Klausimai, kuriuos reikia apsvarstyti

• Kaip šalys galėtų geriau bendradarbiauti remdamos tokias atsinaujinančios energijos iniciatyvas?
• Kaip potencialios šios srities įmonės gali sumažinti kosmoso šiukšles ir kitas galimas problemas?