Бездротова сонячна енергія: футуристичне застосування сонячної енергії з потенційним глобальним впливом

• Автор:
• ім'я автора

  Quantumrun Foresight
• Квітень 14, 2022

Короткий огляд

Використання сонячної енергії з космосу за допомогою проекту космічної сонячної енергії (SSPP) може змінити спосіб доступу до енергії та її використання, запропонувавши надійнішу та чистішу альтернативу традиційним джерелам. Успіх проекту може призвести до значного зниження вартості енергії, децентралізації енергетичних систем і прискорення глобальної декарбонізації, а також створення нової космічної енергетики. Однак шлях до космічної сонячної енергії також представляє проблеми, включаючи значні початкові інвестиції, технічні та нормативні перешкоди та потенційну геополітичну напругу.

Контекст бездротової сонячної енергії

Проект, що сприяє розвитку бездротової сонячної енергії та очолює CALTECH, називається Space Solar Power Project (SSPP). Метою проекту є бездротова передача енергії на Землю через мікрохвилі. Потім цю сонячну енергію збиратимуть у великому масштабі з космосу за допомогою супутників, що передають енергію, оснащених сонячними панелями. Супутники збиратимуть сонячну енергію за допомогою гігантських дзеркал для випромінювання сонячних хвиль на масив сонячних колекторів, які значно менші за дзеркала. Кінцевою метою проекту є подолання обмежень наземних сонячних енергетичних установок і усунення потреби в акумулюванні енергії. 

Найважливішим завданням, з яким стикаються дослідники проекту, є обмеження втрат енергії з космосу під час її передачі на поверхню Землі. На щастя, прогрес є. Виходячи з поточної дорожньої карти проекту, очікується, що ініціатива досягне фази запуску в першому кварталі 2023 року, а CALTECH отримає 100 мільйонів доларів США в серпні 2021 року для SSPP. 

Ця віха включатиме запуск прототипів-демонстраторів на орбіту Землі. Ці прототипи являють собою багатофункціональну технологію, яка перетворюватиме сонячне світло в електричну енергію, а потім передаватиме цю енергію бездротовим способом у вільний простір за допомогою радіочастот і мікроструктур для розподілу. (Зверніть увагу, що уряд Китаю також фінансує подібну дослідницьку ініціативу через Школу мікроелектроніки Університету Чунціна.)

Руйнівний вплив

На відміну від традиційної сонячної енергії, виробленої на Землі, на яку можуть впливати погода та денне світло, космічна сонячна енергія може бути більш надійним джерелом. Ця функція може дозволити сонячній енергії виступати в якості джерела базового навантаження, беручи на себе роль, яку зазвичай виконує ядерне або викопне паливо, як-от вугілля та газ. Перехід до космічної сонячної енергії може змінити енергетичну галузь, забезпечивши більш чисте та надійне джерело енергії.

Проект SSPP, якщо він буде успішним і реалізований у великих масштабах до 2050-х років, може призвести до значного зниження цін на енергію. Основні витрати полягатимуть у створенні інфраструктури та виробництві супутників, необхідних для передачі сонячної енергії з космосу, але після встановлення легкість доступу до цього надлишкового джерела енергії може знизити витрати. Для фізичних осіб це може означати більш доступні рахунки за електроенергію, тоді як компанії можуть отримати вигоду від зниження операційних витрат. 

Однак початкові інвестиції в інфраструктуру та технології можуть бути значними, і можуть виникнути технічні та нормативні перешкоди, які необхідно подолати. Для урядів це означає створення політики, яка заохочує інвестиції та розвиток у цій сфері, забезпечуючи при цьому дотримання вимог безпеки та охорони навколишнього середовища. Навчальним закладам може знадобитися адаптувати навчальні програми, щоб підготувати наступне покоління інженерів і вчених до цього нового рубежу у виробництві енергії. 

Наслідки бездротової сонячної енергії

Більш широкі наслідки бездротової сонячної енергії можуть включати: 

• Країни, що розвиваються, отримують вигоду від безперебійного постачання енергії, щоб відлучити свою економіку від вуглецевих форм енергії, що призведе до більш чистого та самодостатнього енергетичного ландшафту.
• Дедалі децентралізовані енергетичні системи, оскільки віддалені громади та міста можуть отримувати енергію з космосу замість того, щоб вимагати протяжних ліній електропередачі, побудованих для підключення їх до національних мереж, сприяючи місцевій автономії та знижуючи витрати на інфраструктуру.
• Прискорення темпів глобальної декарбонізації, оскільки більше сонячної енергії може надаватися легше та на надійній основі, сприяючи значному скороченню глобальних викидів парникових газів.
• Розвиток нової індустрії космічної енергетики та нові кар’єри для підтримки цієї галузі, створення можливостей для роботи та стимулювання економічного зростання в секторах, пов’язаних з космічними технологіями та відновлюваною енергією.
• Уряди розробляють політику для регулювання космічної сонячної енергії, що веде до нових правових рамок, які збалансовують захист навколишнього середовища, безпеку та комерційні інтереси.
• Потенційне зменшення енергетичної бідності, оскільки космічна сонячна енергія стає доступнішою та доступнішою, що призводить до покращення рівня життя та економічних можливостей у регіонах, які недостатньо забезпечені послугами.
• Зміни в міському плануванні та архітектурному дизайні для розміщення космічних систем сонячної енергії, що призвело до нових стандартів будівництва та планування громад, які оптимізують енергоефективність.
• Поява освітніх програм, зосереджених на космічній сонячній енергетиці, призвела до нового покоління професіоналів, підготовлених у цій спеціалізованій галузі, і сприяла технологічному прогресу.
• Потенційна геополітична напруга, що виникає через контроль і доступ до сонячної енергії космічного базування, що призводить до нових міжнародних угод і співпраці для забезпечення справедливого розподілу та запобігання конфліктам.

Питання для розгляду

• З якими проблемами технічного обслуговування постають установки сонячної енергії, розташовані в космосі, порівняно з тими, що побудовані на Землі? 
• Чи є бездротова сонячна енергія кращою за вже існуючі джерела енергії, і які її потенційні недоліки? 
• Чи космічна сонячна генерація економічніша порівняно з наземними варіантами генерації енергії?