Discurile solare care ar putea alimenta Pamantul

Centralele electrice spatiale se transforma dintr-un vis inactiv intr-o perspectiva serioasa de inginerie, deoarece oamenii de stiinta spera ca pot lua energia regenerabila pe orbita.

Eu

Suna ca o fictiune stiintifica: centrale solare gigantice care plutesc in spatiu si care transmit in jos cantitati enorme de energie catre Pamant. Si pentru o lunga perioada de timp, conceptul – dezvoltat pentru prima data de omul de stiinta rus, Konstantin Tsiolkovsky, in anii 1920 – a fost in principal o inspiratie pentru scriitori.

Cu toate acestea, un secol mai tarziu, oamenii de stiinta fac pasi uriasi in transformarea conceptului in realitate. Agentia Spatiala Europeana si-a dat seama de potentialul acestor eforturi si acum cauta sa finanteze astfel de proiecte, prezicand ca prima resursa industriala pe care o vom obtine din spatiu este „puterea radiata”.

Schimbarile climatice sunt cea mai mare provocare din timpul nostru, asa ca sunt multe in joc. De la cresterea temperaturilor globale pana la schimbarea modelelor meteorologice, impactul schimbarilor climatice este deja resimtit pe tot globul. Depasirea acestei provocari va necesita schimbari radicale in modul in care generam si consumam energie.

Array

Tehnologiile de energie regenerabila s-au dezvoltat drastic in ultimii ani, cu eficienta imbunatatita si costuri mai mici. Dar o bariera majora in calea absorbtiei lor este faptul ca nu furnizeaza o sursa constanta de energie. Fermele eoliene si solare produc energie numai atunci cand bate vantul sau soarele straluceste – dar avem nevoie de energie electrica non-stop, in fiecare zi. In cele din urma, avem nevoie de o modalitate de a stoca energie la scara larga inainte de a putea trece la surse regenerabile.

Beneficiile spatiului

O modalitate posibila in acest sens ar fi generarea de energie solara in spatiu. Exista multe avantaje in acest sens. O centrala solara spatiala ar putea orbita pentru a infrunta Soarele 24 de ore pe zi. Atmosfera Pamantului absoarbe si reflecta o parte din lumina Soarelui, astfel incat celulele solare deasupra atmosferei vor primi mai multa lumina solara si vor produce mai multa energie.

O retea solara spatiala ar putea consta dintr-o structura mare sau din multe mai mici adunate impreuna (Credit: NASA)

Dar una dintre provocarile cheie de depasit este cum sa asamblati, sa lansati si sa desfasurati astfel de structuri mari. Este posibil ca o singura centrala solara sa acopere pana la 10 km patrati (echivalentul a 1.400 de terenuri de fotbal). Utilizarea materialelor usoare va fi, de asemenea, critica, deoarece cea mai mare cheltuiala va fi costul lansarii statiei in spatiu pe o racheta.

O solutie propusa este de a dezvolta un roi de mii de sateliti mai mici care se vor uni si configura pentru a forma un singur generator solar mare. In 2017, cercetatorii de la Institutul de Tehnologie din California au prezentat proiectele pentru o centrala electrica modulara, formata din mii de placi de celule solare ultralegere. De asemenea, au demonstrat un prototip de tigla care cantareste doar 280g pe metru patrat, similar cu greutatea cartii.

Recent, evolutiile in productie, cum ar fi imprimarea 3D, sunt, de asemenea, investigate pentru potentialul lor in puterea spatiala. La Universitatea din Liverpool, exploram noi tehnici de fabricatie pentru imprimarea celulelor solare ultra-usoare pe vele solare. O panza solara este o membrana pliabila, usoara si foarte reflectorizanta, capabila sa valorifice efectul presiunii radiatiei Soarelui pentru a propulsa o nava spatiala fara combustibil. Exploram cum sa incorporam celule solare pe structurile navelor pentru a crea centrale electrice mari, fara combustibil.

S-ar putea sa-ti placa si:

  • Planul indraznet de a imprastia sticla in Arctica
  • Cea mai mare alga infloreste din istorie
  • Ar trebui ca distrugerea naturii sa fie o crima?

Aceste metode ne-ar permite construirea centralelor electrice in spatiu. Intr-adevar, intr-o zi ar putea fi posibila fabricarea si desfasurarea unitatilor in spatiu de la Statia Spatiala Internationala sau de la viitoarea statie de poarta lunara care va orbita Luna. Astfel de dispozitive ar putea, de fapt, ajuta la furnizarea de energie pe Luna.

Energia solara este deja utilizata pentru alimentarea navelor spatiale, dar transmiterea acelei energii inapoi pentru a fi folosita pe Pamant ar deveni nivelul urmator (credit: NASA)

Posibilitatile nu se termina aici. In timp ce in prezent ne bazam pe materiale de pe Pamant pentru a construi centrale electrice, oamenii de stiinta iau in considerare si utilizarea resurselor din spatiu pentru fabricare, cum ar fi materialele gasite pe Luna.

Dar una dintre provocarile majore viitoare va fi recuperarea puterii inapoi pe Pamant. Planul este de a converti electricitatea din celulele solare in unde de energie si de a utiliza campuri electromagnetice pentru a le transfera in jos pe o antena de pe suprafata Pamantului. Antena ar converti apoi undele inapoi in electricitate. Cercetatorii condusi de Japonia Aerospace Exploration Agency au dezvoltat deja proiecte si au demonstrat un sistem de orbitare care ar trebui sa poata face acest lucru.

Mai sunt multe de facut in acest domeniu, dar scopul este ca centralele solare din spatiu sa devina realitate in deceniile urmatoare. Cercetatorii din China au proiectat un sistem numit Omega, pe care isi propun sa-l functioneze pana in 2050. Acest sistem ar trebui sa fie capabil sa furnizeze 2GW de energie in reteaua Pamantului la performante maxime, care este o cantitate imensa. Pentru a produce atata energie cu panourile solare de pe Pamant, ai avea nevoie de mai mult de sase milioane dintre ele.

Satelitii de energie solara mai mici, precum cei proiectati pentru a alimenta roverii lunari, ar putea fi operationali chiar mai devreme.

Pe tot globul, comunitatea stiintifica isi dedica timp si efort pentru dezvoltarea centralelor solare in spatiu. Speranta noastra este ca intr-o buna zi acestea ar putea fi un instrument vital in lupta noastra impotriva schimbarilor climatice.

Amanda Jane Hughes este lectora in ingineria energetica la Universitatea din Liverpool, unde cercetarile sale includ proiectarea celulelor solare si a instrumentelor optice. Stefania Soldini este lector in ingineria aerospatiala la Universitatea din Liverpool, iar expertiza sa include simulari numerice pentru proiectarea si indrumarea misiunilor navelor spatiale, navigatia si controlul, asteroizii si misiunile de navigatie solara.

Acest articol a aparut initial pe The Conversation si este republicat sub o licenta Creative Commons. Acesta este si motivul pentru care aceasta poveste nu are o estimare a emisiilor sale de carbon, asa cum au de obicei povestile Planetei Viitoare .

Alaturati-va unui milion de fani Viitor placandu-ne pe  Facebook sau urmati-ne pe  Twitter  sau  Instagram .

Daca ti-a placut aceasta poveste,  inscrie-te la buletinul informativ saptamanal bbc.com , numit „Lista esentiala”. O selectie selectata de povesti de la BBC Future, Culture, Worklife si Travel, livrate in casuta de e-mail in fiecare vineri.