Centralele electrice situate in spatiu se transforma dintr-un vis latent intr-o perspectiva serioasa de inginerie, oamenii de stiinta sperand ca pot duce energia renegerabila pe orbita.

Suna destul de SF: centrale electrice solare gigant plutind in spatiu, care teleporteaza cantitati uriase de energie catre Pamant. Si pentru o perioada lunga de timp, conceptul – dezvoltat prima data de catre omul de stiinta rus Konstantin Tsiolkovsky, in anii 1920, a fost in primul rand o sursa de inspiratie pentru scriitori.

Iata, insa, ca un secol mai tarziu, oamenii de stiinta fac eforturi uriase pentru a transforma acest concept in realitate. Agentia Spatiala Europeana a realizat potentialul acestor eforturi si cauta acum sa finanteze astfel de proiecte, anticipand ca prima resursa industriala pe care o vom primi din spatiu va fi “energia teleportata”.

Schimbarea climatica este cea mai mare provocare a vremurilor noastre, astfel ca sunt foarte multe aspecte in joc. De la cresterea temperaturii globale pana la schimbarea patternurilor meteorologice, impactul schimbarii climatice este deja resimtit in jurul globului. Depasirea acestei provocari va necesita schimbari radicale in modul in care generam si consumam energia.

Centralele electrice solare din spatiu ar putea deveni realitate in deceniile urmatoare

Tehnologiile din sfera energiei regenerabile s-au dezvoltat extrem de mult in ultimii ani, cu o avand astazi atat o eficienta imbunatatita, cat si un cost mai mic. Insa o bariera majora in adoptarea lor este faptul ca nu confera o resursa constanta de energie. Fermele solare si eoliene produc energie numai atunci cand bate vantul sau cand soarele straluceste – dar noi avem nevoie de electricitate tot timpul, pe toata durata zilei. In plus, avem nevoie de un mod de a stoca energia la scara mare, inainte de a putea face trecerea la surse regenerabile.

Beneficiile spatiului

O optiune posibila in acest sens ar fi generarea de energie solara in spatiu. Exista multe avantaje ale acestei variante. O centrala solara spatiala ar putea orbita, astfel incat sa fie orientata catre Soare 24 de ore din 24. Atmosfera Pamantului absoarbe si ea si reflecta o parte din lumina Soarelui, astfel incat celulele solare de deasupra atmosferei vor primi mai multa lumina solara si vor produce mai multa energie.

Dar una dintre problemele esentiale ce trebuie depasite in acest caz tine de modul de asamblare, lansare si utilizare a unor structuri atat de mari. O singura centrala solara ar putea necesita o suprafata de 10 km patrati (echivalentul a 1.400 de terenuri de fotbal). Utilizarea materialelor usoare va fi, de asemenea, esentiala, mai ales ca cea mai mare cheltuiala va fi reprezentata de costul lansarii centralei in spatiu pe o racheta.

Materialele – de pe Pamant sau din Spatiu?

In acest moment depindem de materialele de pe Pamant, insa oamenii de stiinta iau in calcul si utilizarea de resurse din spatiu pentru a produce centralele, printre aceste resurse numarandu-se si materiale gasite pe Luna.
O solutie propusa este aceea de a dezvolta un roi de mii de sateliti mai mici care vor fi pusi laolalta si vor fi configurati in asa fel incat sa formeze un singur generator solar mare.

In anul 2017, cercetatorii de la Institutul de Tehnologie din California au prezentat designuri de centrale electrice modulare, constand in mii de placi utralight de celule solare. Ei au prezentat, de asemenea, o placa prototip cantarind doar 280 de grame per metru patrat, similara cu greutatea cartonului.
Recent, evolutiile ce tin de procesul de productie, asa cum este si imprimarea 3D, sunt analizate ca potential pentru utilizarea in spatiu.
Universitatea din Liverpool analizeaza si ea noi tehnici de productie pentru printarea de celule solare ultra-usoare pe panze solare. O panza solara este o membrana pliabila, extrem de usoara si extrem de reflectorizanta, capabila sa colecteze efectul presiunii radiatiei solare pentru a propulsa o nava spatiala fara combustibil. Specialistii din Liverpool exploreaza modurile in care pot include celulele solare pe structura panzelor pentru a crea centrale electrice de dimensiuni mari, fara combustibil.

Aceste metode ar permite construirea de centrale electrice in spatiu. Intr-adevar, ar putea fi posibil ca intr-o zi omenirea sa produca si sa desfasoare unitati in spatiu de pe Statia Spatiala Internationala sau de pe Statia Lunara viitoare, care va orbita Luna. Astfel de dispozitive ar putea fi utile, de asemenea, si in furnizarea de energie pe Luna.

Posibilitatile nu se limiteaza la atat. In prezent, oamenii de stiinta se bazeaza pe materiale de pe Pamant pentru a construi centrale electrice, insa exista si voci care iau in calcul utilizarea de resurse din spatiu pentru productie, precum materiale gasite pe Luna.
Una dintre provocarile majore ce raman de infruntat tine de transmiterea energiei inapoi catre Pamant. Planul este acela de a transforma electricitatea de la celulele solare in unde de energie si folosirea campurilor electromagnetice pentru a le transfera catre o antena de pe suprafata Pamantului. Antena ar transforma apoi undele inapoi in electricitate. Cercetatorii condusi de Agentia Japoneza de Explorare Aerospatiala au dezvoltat deja modele si au prezentat un sistem de orbitare, ce ar trebui sa poata face asta.

Mai este mult de muncit in acest domeniu, insa scopul este ca centralele de energie solara din spatiu sa devina o realitate in urmatoarele decenii. Cercetatorii din China au conceput un sistem numit Omega, care spera sa devina functional pana in 2050. Acest sistem ar trebui sa fie capabil sa furnizeze 2 GW de putere catre reteaua Pamantului la performanta de varf, ceea ce inseamna o cantitate uriasa. Pentru a produce atat de multa putere cu panouri solare pe Pamant, ar fi nevoie de peste 6 milioane de panouri.

Sateliti mai mici pentru energie solara – precum cei conceputi sa alimenteze robotii lunari – ar putea fi operationali chiar mai devreme.
Pe intregul glob, comunitatea stiintifica dedica timp si efort dezvoltarii de statii de energie solara in spatiu. Speranta lumii stiintifice este ca acestea sa poata fi intr-o zi un instrument vital in lupta impotriva schimbarii climatice.

Sursa: https://www.bbc.com/future/article/20201126-the-solar-discs-that-could-beam-power-from-space

Foto: freepik