Orbitalna energia słoneczna: Elektrownie słoneczne w kosmosie

KREDYT WZROKU:
Image credit
iStock

Orbitalna energia słoneczna: Elektrownie słoneczne w kosmosie

Orbitalna energia słoneczna: Elektrownie słoneczne w kosmosie

Tekst podtytułu
W przestrzeni nigdy nie zabraknie światła, co jest korzystne dla produkcji energii odnawialnej.
    • Autor:
    • nazwisko autora
      Foresight Quantumrun
    • 20 marca 2023 r.

    Rosnąca troska o zrównoważenie środowiskowe zwiększyła zainteresowanie znalezieniem energii odnawialnej. Systemy energii słonecznej i wiatrowej stały się popularnymi wyborami; jednak ich zależność od dużych ilości gruntów i optymalnych warunków ogranicza ich skuteczność jako jedynych źródeł energii. Alternatywnym rozwiązaniem jest zbieranie światła słonecznego w kosmosie, które mogłoby zapewnić spójne źródło energii bez ograniczeń związanych z warunkami lądowymi i pogodowymi.

    Kontekst orbitalnej energii słonecznej

    Orbitalna elektrownia słoneczna na orbicie geostacjonarnej może zapewnić stałe źródło energii słonecznej 24/7 przez cały okres eksploatacji. Ta stacja będzie generować energię za pomocą energii słonecznej i przesyłać ją z powrotem na Ziemię za pomocą fal elektromagnetycznych. Rząd Wielkiej Brytanii wyznaczył sobie za cel ustanowienie pierwszego takiego systemu do 2035 r. i rozważa wykorzystanie technologii rakiet wielokrotnego użytku firmy Space X, aby urzeczywistnić ten projekt.

    Chiny już rozpoczęły eksperymenty z przesyłaniem energii na duże odległości za pomocą fal elektromagnetycznych. Tymczasem japońska agencja kosmiczna JAXA ma plan, który obejmuje swobodnie unoszące się lustra skupiające światło słoneczne i kierujące energię na Ziemię przez miliard anten i technologię mikrofalową. Istnieją jednak obawy co do tego, w jaki sposób wiązka radiowa o wysokiej częstotliwości używana przez Wielką Brytanię wpłynie na komunikację naziemną i operacje kontroli ruchu, które zależą od wykorzystania fal radiowych.

    Wdrożenie elektrowni orbitalnej mogłoby pomóc w zmniejszeniu emisji i obniżeniu kosztów energii, ale istnieją również obawy co do kosztów jej budowy i potencjalnych emisji powstających podczas jej budowy i konserwacji. Ponadto, jak wskazał JAXA, dużym wyzwaniem jest również koordynacja anten w celu uzyskania skupionej wiązki. Interakcja mikrofal z plazmą również wymaga dalszych badań, aby w pełni zrozumieć jej implikacje. 

    Zakłócający wpływ 

    Stacje kosmiczne wykorzystujące energię słoneczną mogą zmniejszyć ogólnoświatową zależność od paliw kopalnych do wytwarzania energii elektrycznej, potencjalnie prowadząc do znacznej redukcji emisji. Ponadto powodzenie tych operacji może zwiększyć fundusze sektora publicznego i prywatnego na technologie podróży kosmicznych. Jednak poleganie na jednej lub wielu elektrowniach orbitalnych zwiększa również ryzyko związane z awariami systemu lub komponentów. 

    Naprawa i konserwacja elektrowni orbitalnej prawdopodobnie wymagałaby użycia robotów, ponieważ wykonywanie zadań konserwacyjnych w trudnych warunkach kosmicznych byłoby trudne i nieopłacalne dla ludzi. Istotnym czynnikiem do rozważenia byłby również koszt części zamiennych, materiałów i robocizny potrzebnych do wykonania naprawy.

    W przypadku awarii systemu konsekwencje mogą być daleko idące i dotkliwe. Koszt naprawy tych elektrowni kosmicznych i przywrócenia ich do pełnej zdolności operacyjnej byłby wysoki, a utrata mocy mogłaby spowodować czasowe niedobory energii naziemnej w całych regionach. Dlatego kluczowe będzie zapewnienie stabilności i niezawodności takich systemów poprzez dokładne testowanie i kwalifikację komponentów, a także wdrożenie solidnych procedur monitorowania i konserwacji w celu wykrywania i proaktywnego rozwiązywania potencjalnych problemów.

    Implikacje orbitalnej energii słonecznej

    Szersze implikacje orbitalnej energii słonecznej mogą obejmować:

    • Samowystarczalność energetyczna krajów korzystających z takich stacji.
    • Szerszy dostęp do energii elektrycznej, zwłaszcza na obszarach wiejskich i oddalonych, co może poprawić jakość życia i przyspieszyć rozwój społeczny.
    • Zmniejszenie kosztów związanych z produkcją i dystrybucją energii, prowadzące do zmniejszenia ubóstwa i wzrostu gospodarczego.
    • Rozwój orbitalnej energii słonecznej skutkujący komplementarnymi postępami w technologii kosmicznej i tworzeniem nowych, zaawansowanych technologicznie miejsc pracy w inżynierii, badaniach i produkcji.
    • Wzrost liczby miejsc pracy związanych z czystą energią prowadzący do odejścia od tradycyjnych ról związanych z paliwami kopalnymi, co może skutkować utratą miejsc pracy oraz potrzebą przekwalifikowania i rozwoju siły roboczej.
    • Zwiększona współpraca i współpraca między krajami, a także zwiększona konkurencja o postęp technologiczny w tej dziedzinie.
    • Wdrożenie orbitalnej energii słonecznej skutkujące stworzeniem nowych regulacji i praw dotyczących wykorzystania przestrzeni kosmicznej i rozmieszczania satelitów, potencjalnie prowadzące do nowych umów i traktatów międzynarodowych.
    • Większa dostępność gruntów do celów mieszkalnych, handlowych i rolniczych.

    Pytania do rozważenia

    • W jaki sposób kraje mogą lepiej współpracować, aby wspierać takie inicjatywy w zakresie energii odnawialnej?
    • W jaki sposób potencjalne firmy w tej dziedzinie mogą ograniczyć śmieci kosmiczne i inne możliwe problemy?

    Referencje informacyjne

    W celu uzyskania tego wglądu odniesiono się do następujących popularnych i instytucjonalnych powiązań: