Bezdrátová solární energie: Futuristická aplikace solární energie s potenciálním globálním dopadem

• Autor:
• jméno autora

  Quantumrun Foresight
• 14. dubna 2022

Shrnutí statistik

Využití solární energie z vesmíru prostřednictvím projektu Space Solar Power Project (SSPP) by mohlo předefinovat způsob, jakým přistupujeme k energii a jak ji využíváme, a nabízí spolehlivější a čistší alternativu k tradičním zdrojům. Úspěch projektu by mohl vést k výraznému poklesu nákladů na energii, decentralizovaným energetickým systémům a urychlení globální dekarbonizace spolu s vytvořením nového odvětví vesmírné energetiky. Cesta k vesmírné solární energii však také představuje výzvy, včetně značných počátečních investic, technických a regulačních překážek a potenciálního geopolitického napětí.

Kontext bezdrátové solární energie

Projekt, který řídí vývoj bezdrátové solární energie a vedený společností CALTECH, se nazývá Space Solar Power Project (SSPP). Cílem projektu je bezdrátově přenášet energii na Zemi prostřednictvím mikrovln. Tato sluneční energie bude poté ve velkém měřítku získávána z vesmíru pomocí satelitů přenášejících energii nabitých solárními panely. Satelity by shromažďovaly sluneční energii pomocí obřích zrcadel k vyzařování slunečních vln na pole solárních kolektorů, které jsou podstatně menší než zrcadla. Konečným cílem projektu je překonat omezení pozemských solárních energetických zařízení a eliminovat potřebu skladování energie. 

V blízké budoucnosti je nejvýznamnější výzvou, před kterou výzkumníci projektu stojí, omezení ztráty energie z vesmíru při jejím přenosu na zemský povrch. Naštěstí dochází k pokroku. Na základě aktuálního plánu projektu se očekává, že iniciativa dosáhne fáze spuštění v prvním čtvrtletí roku 2023, přičemž CALTECH obdrží v srpnu 100 2021 milionů USD na SSPP. 

Tento milník bude zahrnovat vypuštění prototypů demonstrátorů na oběžnou dráhu Země. Tyto prototypy představují multifunkční technologii, která přemění sluneční světlo na elektrickou energii a poté tuto energii bezdrátově přenese do volného prostoru pomocí radiofrekvence a mikrostruktur pro distribuci. (Je třeba poznamenat, že čínská vláda také financuje podobnou výzkumnou iniciativu prostřednictvím Školy mikroelektroniky univerzity Chongqing.)

Rušivý dopad

Na rozdíl od tradiční solární energie vyráběné na Zemi, která může být ovlivněna povětrnostními a denními podmínkami, by solární energie z vesmíru mohla nabídnout spolehlivější zdroj. Tato funkce by mohla umožnit, aby solární energie fungovala jako možnost základního zatížení, přičemž roli obvykle plní jaderná nebo fosilní paliva, jako je uhlí a plyn. Posun směrem k vesmírné solární energii by mohl přetvořit energetický průmysl a poskytnout čistší a spolehlivější zdroj energie.

Projekt SSPP, pokud bude úspěšný a ve velkém měřítku realizován do 2050. let XNUMX. století, by mohl vést k výraznému poklesu cen energií. Primární náklady by spočívaly ve vybudování infrastruktury a výrobě satelitů potřebných k přenosu solární energie z vesmíru, ale jakmile bude zaveden, snadný přístup k tomuto bohatému zdroji energie může snížit náklady. Pro jednotlivce by to mohlo znamenat dostupnější účty za energii, zatímco společnosti by mohly těžit ze snížených provozních nákladů. 

Počáteční investice do infrastruktury a technologie však mohou být značné a mohou existovat technické a regulační překážky, které je třeba překonat. Pro vlády to znamená vytváření politik, které podpoří investice a rozvoj v této oblasti a zároveň zajistí, aby byly splněny bezpečnostní a ekologické aspekty. Vzdělávací instituce možná budou muset upravit osnovy, aby připravily další generaci inženýrů a vědců na tuto novou hranici ve výrobě energie. 

Důsledky bezdrátového solárního napájení

Širší důsledky bezdrátového solárního napájení mohou zahrnovat: 

• Rozvojové země těžící z nepřetržitých dodávek energie k odstavení svých ekonomik od uhlíkových forem energie, což vede k čistší a soběstačnější energetické krajině.
• Stále více decentralizované energetické systémy, protože vzdálené komunity a města mohou získávat energii z vesmíru namísto toho, aby vyžadovaly vybudování rozsáhlých přenosových vedení pro jejich připojení k národním sítím, čímž se podporuje místní autonomie a snižují náklady na infrastrukturu.
• Urychlení globální dekarbonizace, protože více solární energie může být poskytnuto snadněji a spolehlivěji, což přispívá k významnému snížení globálních emisí skleníkových plynů.
• Rozvoj nového odvětví vesmírné energetiky a nové kariéry na podporu tohoto odvětví, vytváření pracovních příležitostí a stimulace hospodářského růstu v odvětvích souvisejících s vesmírnými technologiemi a obnovitelnými zdroji energie.
• Vlády vytvářejí politiky pro regulaci vesmírné solární energie, což vede k novým právním rámcům, které vyvažují ochranu životního prostředí, bezpečnost a komerční zájmy.
• Potenciální snížení energetické chudoby, protože vesmírná solární energie se stává dostupnější a dostupnější, což vede ke zlepšení životní úrovně a ekonomických příležitostí v regionech s nedostatečnými službami.
• Změna v územním plánování a architektonickém návrhu, aby se přizpůsobily vesmírným solárním energetickým systémům, což vede k novým standardům budov a uspořádání komunity, které optimalizují energetickou účinnost.
• Vznik vzdělávacích programů zaměřených na vesmírnou solární energii, což vede k nové generaci odborníků vyškolených v této specializované oblasti a ke zvýšení technologického pokroku.
• Potenciální geopolitické napětí vyplývající z kontroly a přístupu k vesmírné solární energii, které vede k novým mezinárodním dohodám a spolupráci s cílem zajistit spravedlivou distribuci a zabránit konfliktům.

Otázky k zamyšlení

• Jaké problémy s údržbou představují zařízení pro solární energii umístěná ve vesmíru ve srovnání s těmi, která jsou postavena na Zemi? 
• Je bezdrátová solární energie lepší než již existující zdroje energie a jaké jsou její potenciální nevýhody? 
• Je výroba solární energie ve vesmíru ekonomičtější ve srovnání s možnostmi výroby energie na zemi?