Zbyt wysokie koszty energii? Lekarstwo jest poza Ziemią

Trudno znaleźć osobę, która byłaby zadowolona z ciągłych podwyżek energii. O ile wcześniej w Polsce rząd "mroził" ceny i trzymał je na jednym poziomie, tak wszyscy zdawaliśmy sobie sprawę z tego, że jest to rozwiązanie wyłącznie tymczasowe, a jego skutki mogą być w przyszłości jeszcze gorsze niż brak jakichkolwiek działań. W związku z tym warto poszukać alternatywnych sposobów pozyskiwania energii. Jednym z nich jest stworzenie elektrowni, które można byłoby umieścić w przestrzeni kosmicznej. Taka infrastruktura pozyskiwałaby oczywiście energię ze Słońca.

Polecamy na Geekweek: Zmiana czasu na zimowy. Kiedy przypada i jak na nas wpływa?

Koncepcja kosmicznych elektrowni słonecznych (ang. Space-Based Solar Power, SBSP) nabiera coraz większego znaczenia i ma potencjał, aby zrewolucjonizować energetykę przyszłości.

Kosmiczne elektrownie słoneczne - przyszłość energetyki?

W dużym uproszczeniu, kosmiczne elektrownie słoneczne to gigantyczne panele słoneczne, które byłyby w stanie przesłać energię na Ziemię. W przeciwieństwie do tradycyjnych paneli słonecznych na Ziemi, które są narażone na zmienne warunki atmosferyczne i działają tylko w ciągu dnia, satelity umieszczone w przestrzeni kosmicznej mogłyby zbierać energię słoneczną przez 24 godziny na dobę, przez większość roku. Dzięki umiejscowieniu poza atmosferą, nie byłyby one narażone na utratę energii wynikającą z jej absorpcji czy odbicia przez ziemską atmosferę.

Czytaj dalej poniżej

Chińska ofensywa kosmiczna. Państwo Środka odkrywa karty Patryk Łobaza

Przygotujmy się na nową generację teleskopów. Oto co potrafią Jakub Szczęsny

Podstawowy schemat działania SBSP polega na umieszczeniu satelitów wyposażonych w panele słoneczne na orbicie okołoziemskiej, gdzie mogłyby one nieustannie czerpać energię z promieni słonecznych. Energia ta byłaby następnie konwertowana na fale radiowe lub mikrofale i bezprzewodowo przesyłana na Ziemię do specjalnych stacji odbiorczych. Te stacje przekształcałyby otrzymaną energię w prąd elektryczny, który mógłby być następnie dystrybuowany do sieci energetycznej.

Dlaczego warto tworzyć kosmiczne elektrownie?

Jedną z głównych zalet SBSP jest to, że pozwala na nieprzerwane pozyskiwanie energii. W kosmosie nie ma zjawisk atmosferycznych, które mogłyby przeszkadzać w zbieraniu promieni słonecznych. W rezultacie, satelity mogą zbierać nawet 99% energii dostępnej w ciągu roku, w porównaniu do tradycyjnych paneli słonecznych na Ziemi, które są efektywne przez około 29% czasu.

Dodatkowo, SBSP eliminuje potrzebę zajmowania dużych powierzchni ziemi przez farmy solarne, co jest istotne w kontekście rosnącej konkurencji o tereny przeznaczone pod rolnictwo, mieszkalnictwo czy ochronę przyrody. Dzięki umiejscowieniu w kosmosie, elektrownie słoneczne nie wpływają negatywnie na lokalne ekosystemy ani nie zakłócają siedlisk zwierząt. Dodatkowo, taka metoda pozyskiwania energii jest wolna od wytwarzania gazów cieplarnianych, co powinno zadowolić również ekologów.

Mimo wielu zalet, kosmiczne elektrownie słoneczne napotykają na liczne wyzwania technologiczne i ekonomiczne. Największym z nich jest koszt wyniesienia satelitów na orbitę. Chociaż technologia rakietowa staje się coraz bardziej zaawansowana, a koszty wynoszenia ładunków w kosmos maleją, nadal są one zbyt wysokie, aby SBSP mogło konkurować cenowo z tradycyjnymi źródłami energii. Jeden taki satelita nie wiele by zdziałał w obliczu zapotrzebowania energetycznego całej Ziemi. Potrzebna byłaby armia takich maszyn.

Kolejnym wyzwaniem jest efektywność przesyłania energii. Chociaż technologie bezprzewodowego transferu energii, takie jak mikrofale, są już znane i stosowane, to wciąż występują straty energii podczas konwersji z fotonów na fale radiowe, a następnie z powrotem na energię elektryczną na Ziemi. Aby system był opłacalny, konieczne jest opracowanie metod minimalizujących te straty.

Warto zaznaczyć, że inicjatywa kosmicznych elektrowni słonecznych spotyka się również ze sprzeciwem ze strony środowiska specjalistów w dziedzinie astronomii i astronautyki. Eksperci uważają, że orbita wokół naszej planety jest już wystarczająco zaśmiecona i nie ma potrzeby pogłębiać tego problemu. Oczywiście, obawy te są jak najbardziej zasadne, jednak bledną w obliczu tego, że prywatne przedsiębiorstwa typu SpaceX nadal mają pozwolenie na umieszczenie dodatkowych tysięcy swoich satelitów.

Grafika: depositphotos