Orbitalna sončna energija: sončne elektrarne v vesolju

KREDIT ZA SLIKO:
Image kredit
iStock

Orbitalna sončna energija: sončne elektrarne v vesolju

Orbitalna sončna energija: sončne elektrarne v vesolju

Besedilo podnaslova
Svetlobe v vesolju nikoli ne zmanjka, kar je dobro za proizvodnjo obnovljive energije.
    • Avtor:
    • ime avtorja
      Quantumrun Foresight
    • Marec 20, 2023

    Vse večja skrb za okoljsko trajnost je povečala zanimanje za iskanje obnovljivih virov energije. Sistemi sončne energije in vetrne energije so postali priljubljena izbira; vendar njihova odvisnost od velikih površin in optimalnih pogojev omejujejo njihovo učinkovitost kot edinega vira energije. Alternativna rešitev je pridobivanje sončne svetlobe v vesolju, kar bi lahko zagotovilo dosleden vir energije brez omejitev, ki jih predstavljajo zemlja in vremenske razmere.

    Kontekst orbitalne sončne energije

    Orbitalna sončna elektrarna v geostacionarni orbiti ima potencial, da zagotovi stalen vir sončne energije 24 ur na dan in vse dni v tednu v celotni življenjski dobi delovanja. Ta postaja bi proizvajala energijo s sončno energijo in jo prenašala nazaj na Zemljo z uporabo elektromagnetnih valov. Vlada Združenega kraljestva si je zadala cilj vzpostaviti prvi tak sistem do leta 7 in razmišlja o uporabi raketne tehnologije Space X za večkratno uporabo, da bi ta projekt uresničila.

    Kitajska je že začela eksperimentirati s prenosom energije na velike razdalje prek elektromagnetnih valov. Medtem ima japonska vesoljska agencija JAXA načrt, ki vključuje prosto lebdeča ogledala za fokusiranje sončne svetlobe in usmerjanje energije na Zemljo prek 1 milijarde anten in mikrovalovne tehnologije. Vendar pa obstajajo pomisleki glede tega, kako bi visokofrekvenčni radijski žarek za prenos moči, ki ga uporablja Združeno kraljestvo, vplival na prizemne komunikacije in operacije nadzora prometa, ki so odvisne od uporabe radijskih valov.

    Izvedba orbitalne elektrarne bi lahko pomagala zmanjšati emisije in znižati stroške energije, vendar obstajajo tudi pomisleki glede stroškov njene gradnje in potencialnih emisij, ki nastanejo med njeno gradnjo in vzdrževanjem. Poleg tega, kot poudarja JAXA, je velik izziv tudi usklajevanje anten, da imajo usmerjen žarek. Interakcija mikrovalov s plazmo prav tako zahteva nadaljnje študije, da bi v celoti razumeli njene posledice. 

    Moteč vpliv 

    Vesoljske postaje za sončne elektrarne lahko zmanjšajo svetovno odvisnost od fosilnih goriv za proizvodnjo električne energije, kar lahko vodi do znatnega zmanjšanja emisij. Poleg tega lahko uspeh teh operacij poveča financiranje javnega in zasebnega sektorja v tehnologije vesoljskih potovanj. Vendar pa zanašanje na eno ali več orbitalnih elektrarn povečuje tudi tveganja, povezana z okvarami sistema ali komponent. 

    Popravilo in vzdrževanje orbitalne elektrarne bi verjetno zahtevalo uporabo robotov, saj bi bilo za ljudi težko in stroškovno previsoko opravljati vzdrževalne naloge v težkih vesoljskih razmerah. Pomemben dejavnik, ki ga je treba upoštevati, bi bili tudi stroški nadomestnih delov, materialov in dela, potrebnih za izvedbo popravil.

    V primeru okvare sistema so lahko posledice daljnosežne in znatne. Stroški popravila teh vesoljskih elektrarn in njihove ponovne vzpostavitve polne operativne zmogljivosti bi bili visoki, izguba energije pa bi lahko povzročila začasno pomanjkanje zemeljske energije v celotnih regijah. Zato bo ključnega pomena zagotoviti stabilnost in zanesljivost takšnih sistemov s temeljitim testiranjem in kvalifikacijo komponent, kot tudi z izvajanjem zanesljivih postopkov spremljanja in vzdrževanja za odkrivanje in proaktivno reševanje morebitnih težav.

    Posledice orbitalne sončne energije

    Širše posledice orbitalne sončne energije lahko vključujejo:

    • Samozadostnost pri proizvodnji energije držav, ki uporabljajo tovrstne postaje.
    • Širši dostop do električne energije, zlasti na podeželju in oddaljenih območjih, kar lahko izboljša kakovost življenja in poveča družbeni razvoj.
    • Zmanjšani stroški, povezani s proizvodnjo in distribucijo energije, kar vodi v zmanjšanje revščine in povečanje gospodarske rasti.
    • Razvoj orbitalne sončne energije, ki ima za posledico komplementarni napredek v vesoljski tehnologiji in ustvarjanje novih, visokotehnoloških delovnih mest v inženirstvu, raziskavah in proizvodnji.
    • Povečanje števila delovnih mest na področju čiste energije vodi v odmik od tradicionalnih vlog fosilnih goriv, ​​kar lahko povzroči izgubo delovnih mest ter potrebo po preusposabljanju in razvoju delovne sile.
    • Povečano sodelovanje in sodelovanje med državami, pa tudi povečana konkurenca za tehnološki napredek na tem področju.
    • Implementacija orbitalne sončne energije ima za posledico ustvarjanje novih predpisov in zakonov, ki obkrožajo uporabo vesolja in namestitev satelitov, kar lahko vodi do novih mednarodnih sporazumov in pogodb.
    • Večja razpoložljivost zemljišč za stanovanjske, poslovne in kmetijske namene.

    Vprašanja, ki jih je treba upoštevati

    • Kako lahko države bolje sodelujejo pri podpori tovrstnih pobud za obnovljivo energijo?
    • Kako lahko potencialna podjetja na tem področju zmanjšajo vesoljske odpadke in druge možne težave?

    Insight reference

    Za ta vpogled so bile navedene naslednje priljubljene in institucionalne povezave: