Energia solare dallo spazio – piuttosto che fantascienza

Il fotovoltaico fornisce elettricità rispettosa del clima, a meno che non sia notte e sia nuvoloso. Se vuoi evitarlo, devi mettere celle solari nello spazio e riportare l’energia sulla Terra. Per decenni, gli inventori hanno riflettuto su come potrebbe funzionare. A causa delle celle inefficaci, delle installazioni pesanti e dei costosi lanciarazzi, tutto questo è rimasto fantascienza.

Ma questo potrebbe cambiare. Negli Stati Uniti, Cina, Giappone ed Europa, la ricerca corrispondente viene perseguita seriamente. Il progresso finora è che la tecnologia può funzionare in modo fattibile e coprire i costi, almeno questa è l’opinione della società di consulenza Frazer-Nash Rapporto al governo britannico.

Il team dello Space Solar Power Project (SSPP) al Caltech di Pasadena è il più lontano. A gennaio ha inviato nello spazio un banco di prova. Ha una struttura leggera e pieghevole e 32 diverse celle solari. C’è anche un’unità che dovrebbe “rimandare” l’energia raccolta sulla Terra tramite radiazioni a microonde.

Possiamo fornire energia ad aree remote o colpite da guerre e calamità naturali.

Ali HajimereCo-Direttore del Progetto Spazio Solare

IL Il progetto è iniziato dieci anni fa Con una generosa donazione dell’uomo d’affari e filantropo americano Donald Brin. Secondo Caltech, ha investito più di $ 100 milioni in totale. Le ambizioni della squadra sono alte.

“Proprio come Internet ha democratizzato l’accesso alle informazioni, si spera che la trasmissione di energia wireless dallo spazio democratizzi l’accesso all’energia”, ha affermato Ali Hajimeri, condirettore di SSPP. Perché non c’è bisogno di infrastrutture come cavi o linee aeree qui sulla Terra. “Possiamo fornire energia ad aree remote o aree colpite da guerre e disastri naturali”.

Trasmissione di potenza senza fili

La squadra si è avvicinata un po’ di più a quel sogno. Com’è? Caltech sta attualmente facendo pubblicitàLa piattaforma di test ha dimostrato la trasmissione di potenza wireless. Dall’altro, sullo stesso satellite, tra due unità distanti circa 30 cm. LED accesi come prova.

Secondo Hajimere, questa è stata la prima trasmissione wireless di energia in condizioni spaziali, anche sulla Stazione Spaziale Internazionale, questo non è ancora avvenuto. Nella seconda fase è stata testata la trasmissione di energia al suolo. Le “luci di prova” non erano accese, ma la radiazione a microonde emessa è stata rilevata da un ricevitore nel campus del Caltech. L’app quindi sembra almeno più realistica, anche se ci sono molti problemi da risolvere.

Uno è celle solari. Devono offrire prestazioni elevate con un peso leggero e resistere alle dure radiazioni dello spazio. Inoltre, dovrebbero essere molto più economici di quelli che finora sono stati installati sulle sonde spaziali Ingegnere chimico Jovana Radulovic Dall’Università di Portsmouth alla Natura. Il team Caltech vuole identificare i materiali adatti portando 32 diverse celle sul banco di prova. Secondo il gruppo di ricerca, le indagini sono ancora in corso.

Non esiste un telaio rigido

Un altro problema è la struttura di supporto. Un telaio rigido, come quello della Stazione Spaziale Internazionale, sarebbe molto pesante e il suo trasporto in orbita sarebbe molto costoso. E questo nonostante il fatto che, grazie alle nuove tecnologie e alla crescente concorrenza, i prezzi iniziali per il trasporto spaziale siano diminuiti in modo significativo e continuino a diminuire.

Lo paragono a un esercito di formiche scelto al posto di un elefante.

Ali HajimereCo-Direttore del Progetto Spazio Solare

Sembra meglio fornire diverse celle solari con i propri controller e trasmettitori a microonde e semplicemente collegarle liberamente o lasciarle volare in formazione. “È come scegliere un esercito di formiche invece di un elefante” Citato dalla rivista specializzata “IEEE Spectrum” Ali Hajimere. Altre idee in autunno in un’officina Presentato da Esa ESA si basa su moduli gonfiabili o struttura a spirale, che promette sempre un uso ottimale della luce grazie alla sua forma.

Di grande importanza è anche il modo in cui l’energia viene trasmessa con successo alla Terra. A tale scopo, l’energia solare viene convertita in microonde. in quale Vengono utilizzati più canali Posizionata in modo appropriato e trasmettendo le onde in modo coordinato, la radiazione può essere focalizzata sulla posizione bersaglio desiderata sulla Terra.

misurare
Cosa possiamo fare contro di lui Cambiamento climatico Fare? La giornalista Ruth Sissinger risponde a questa domanda Ogni secondo venerdì Nel podcast Climate Index. Ascolta tutti gli episodi qui SpotifyE mela E ovunque lo sia Podcast Dare.

Lì, le microonde devono essere riconvertite in energia elettrica. Sembra un’azione sprecata, ma secondo gli studi dell’ESa, solo il 10-15 percento dell’energia solare che cade sulle unità qui nella rete elettrica è sufficiente perché il funzionamento sia economico. Tuttavia, sono ancora necessari “miglioramenti significativi” per le singole fasi di conversione, spiega l’agenzia.

Risolvi i problemi di sicurezza

È discutibile come il raggio di microonde interagisca con l’atmosfera e come si indebolisca nel processo. Ciò è evidenziato da ulteriori studi finanziati dall’ESA nell’ambito del programma Solaris. Si stanno esplorando anche altri problemi di sicurezza. Secondo i progetti precedenti, al centro del raggio ci si poteva aspettare una densità di potenza di 250 watt per metro quadrato. Questo sarebbe un quarto di quello che ottieni in termini di radiazione solare a mezzogiorno sull’equatore.

Vicino al bordo del raggio, cadrà rapidamente ed è ben al di sotto del limite di microonde dell’UE (50 watt per metro quadrato). Dovrebbero essere proseguite ulteriori indagini sui potenziali rischi per la salute, ma anche sugli effetti sulla flora e sulla fauna in prossimità delle stazioni di ricezione.

Inoltre, ci sono resoconti dettagliati sull’economia e su quanto sarà enorme l’impatto sul clima. Nonostante la piccola impronta di CO₂ dell’energia solare, il vantaggio scompare quando includi la produzione dei dispositivi e il loro trasporto nello spazio. Sulla base di tutti questi dati, l’Agenzia spaziale europea vuole decidere nel 2025 se continuare a portare avanti il ​​tema dell’energia solare dallo spazio.

Altri paesi sono più determinati. squadra giapponese Vuole dimostrare la trasmissione di energia dallo spazio entro il 2025. La ricerca è in corso anche in Cina. Secondo un rapporto Secondo il Global Times, il parco solare sarà costruito in un’area che pesa circa 10.000 tonnellate e ha una potenza di circa 1 gigawatt, più o meno l’equivalente di una centrale elettrica a carbone. Non è stato annunciato quando ciò accadrà.

In Gran Bretagna, 50 buone organizzazioni tecnologiche come Airbus e l’Università di Cambridge hanno unito le forze per creare il proprio dimostratore spaziale. Questo è compilato da bot e Potrebbe essere già nel 2035 Invia anche energia alla Terra nella gamma dei gigawatt.