Bezdrôtová solárna energia: Futuristická aplikácia solárnej energie s potenciálnym globálnym dopadom

• Autor:
• meno autora

  Predvídavosť Quantumrun
• Apríla 14, 2022

Súhrn prehľadu

Využitie slnečnej energie z vesmíru prostredníctvom projektu Space Solar Power Project (SSPP) by mohlo predefinovať spôsob, akým pristupujeme k energii a využívame ju, a ponúka spoľahlivejšiu a čistejšiu alternatívu k tradičným zdrojom. Úspech projektu by mohol viesť k výraznému poklesu nákladov na energiu, decentralizovaným energetickým systémom a urýchleniu globálnej dekarbonizácie spolu s vytvorením nového odvetvia vesmírnej energetiky. Cesta k vesmírnej solárnej energii však predstavuje aj výzvy vrátane značných počiatočných investícií, technických a regulačných prekážok a potenciálneho geopolitického napätia.

Kontext bezdrôtovej solárnej energie

Projekt, ktorý riadi vývoj bezdrôtovej solárnej energie a ktorý vedie CALTECH, sa nazýva Space Solar Power Project (SSPP). Cieľom projektu je bezdrôtový prenos energie na Zem prostredníctvom mikrovĺn. Táto slnečná energia sa potom bude zbierať vo veľkom meradle z vesmíru pomocou satelitov prenášajúcich energiu zaťažených solárnymi panelmi. Satelity by zbierali slnečnú energiu pomocou obrovských zrkadiel na vyžarovanie slnečných vĺn na pole solárnych kolektorov, ktoré sú podstatne menšie ako zrkadlá. Konečným cieľom projektu je prekonať obmedzenia pozemských solárnych energetických zariadení a eliminovať potrebu skladovania energie. 

V blízkej budúcnosti je najvýznamnejšou výzvou, ktorej čelia výskumníci projektu, obmedzenie straty energie z vesmíru pri jej prenose na zemský povrch. Našťastie sa robí pokrok. Na základe aktuálneho plánu projektu sa očakáva, že iniciatíva dosiahne fázu spustenia v prvom štvrťroku 2023, pričom CALTECH dostane v auguste 100 2021 miliónov USD na SSPP. 

Tento míľnik bude zahŕňať vypustenie prototypov demonštrátorov na obežnú dráhu Zeme. Tieto prototypy predstavujú multifunkčnú technológiu, ktorá bude premieňať slnečné svetlo na elektrickú energiu a potom túto energiu bezdrôtovo prenášať do voľného priestoru pomocou rádiofrekvencie a mikroštruktúr na distribúciu. (Za zmienku stojí, že čínska vláda tiež financuje podobnú výskumnú iniciatívu prostredníctvom Školy mikroelektroniky univerzity Chongqing.)

Rušivý vplyv

Na rozdiel od tradičnej slnečnej energie vyrábanej na Zemi, ktorá môže byť ovplyvnená poveternostnými a dennými svetelnými podmienkami, vesmírna solárna energia by mohla ponúknuť spoľahlivejší zdroj. Táto funkcia by mohla umožniť, aby slnečná energia fungovala ako možnosť základného zaťaženia, pričom úlohu zvyčajne plnia jadrové alebo fosílne palivá, ako je uhlie a plyn. Posun smerom k vesmírnej solárnej energii by mohol pretvoriť energetický priemysel a poskytnúť čistejší a spoľahlivejší zdroj energie.

Projekt SSPP, ak bude úspešný a bude sa realizovať vo veľkom meradle do 2050. rokov XNUMX. storočia, môže viesť k výraznému poklesu cien energií. Primárne náklady by spočívali vo vybudovaní infraštruktúry a výrobe satelitov potrebných na prenos slnečnej energie z vesmíru, ale po zavedení môže jednoduchý prístup k tomuto bohatému zdroju energie znížiť náklady. Pre jednotlivcov by to mohlo znamenať dostupnejšie účty za energiu, zatiaľ čo spoločnosti by mohli ťažiť zo znížených prevádzkových nákladov. 

Počiatočné investície do infraštruktúry a technológie však môžu byť značné a môžu existovať technické a regulačné prekážky, ktoré treba prekonať. Pre vlády to znamená vytváranie politík, ktoré podporia investície a rozvoj v tejto oblasti a zároveň zabezpečia splnenie bezpečnostných a environmentálnych hľadísk. Vzdelávacie inštitúcie možno budú musieť prispôsobiť učebné osnovy, aby pripravili ďalšiu generáciu inžinierov a vedcov na túto novú hranicu vo výrobe energie. 

Dôsledky bezdrôtovej solárnej energie

Širšie dôsledky bezdrôtovej solárnej energie môžu zahŕňať: 

• Rozvojové krajiny využívajúce neprerušované dodávky energie na odstavenie svojich hospodárstiev od foriem energie založenej na uhlíku, čo vedie k čistejšej a sebestačnejšej energetickej krajine.
• Čoraz viac decentralizované energetické systémy, keďže vzdialené komunity a mestá môžu získavať energiu z vesmíru namiesto toho, aby vyžadovali rozsiahle prenosové vedenia postavené na ich pripojenie k vnútroštátnym sieťam, čím sa podporuje miestna autonómia a znižujú sa náklady na infraštruktúru.
• Urýchlenie rýchlosti globálnej dekarbonizácie, keďže viac slnečnej energie sa dá poskytnúť rýchlejšie a spoľahlivejšie, čo prispeje k výraznému zníženiu globálnych emisií skleníkových plynov.
• Rozvoj nového odvetvia vesmírnej energie a nová kariéra na podporu tohto odvetvia, vytváranie pracovných príležitostí a stimulácia hospodárskeho rastu v odvetviach súvisiacich s vesmírnymi technológiami a obnoviteľnou energiou.
• Vlády vytvárajúce politiky na reguláciu vesmírnej solárnej energie, čo vedie k novým právnym rámcom, ktoré vyvažujú ochranu životného prostredia, bezpečnosť a komerčné záujmy.
• Potenciálne zníženie energetickej chudoby, keďže vesmírna solárna energia sa stáva dostupnejšou a cenovo dostupnejšou, čo vedie k zlepšeniu životnej úrovne a hospodárskym príležitostiam v regiónoch s nedostatočnými službami.
• Zmena v mestskom plánovaní a architektonickom dizajne s cieľom prispôsobiť vesmírne solárne energetické systémy, čo vedie k novým štandardom budov a komunitným usporiadaniam, ktoré optimalizujú energetickú účinnosť.
• Vznik vzdelávacích programov zameraných na vesmírnu solárnu energiu, čo vedie k novej generácii odborníkov vyškolených v tejto špecializovanej oblasti a zvyšuje technologický pokrok.
• Potenciálne geopolitické napätie vyplývajúce z kontroly a prístupu k vesmírnej solárnej energii, ktoré vedie k novým medzinárodným dohodám a spolupráci na zabezpečenie spravodlivého rozdelenia a predchádzanie konfliktom.

Otázky na zváženie

• Aké výzvy na údržbu predstavujú zariadenia na solárnu energiu vo vesmíre v porovnaní so zariadeniami postavenými na Zemi? 
• Je bezdrôtová solárna energia lepšia ako už existujúce zdroje energie a aké sú jej potenciálne nevýhody? 
• Je vesmírna výroba solárnej energie ekonomickejšia v porovnaní s možnosťami výroby energie na zemi?