Могут ли массивы солнечных батарей на околоземной орбите обеспечить всю чистую электроэнергию, которая нам когда-либо понадобится?

Хуан Коул 31.07.2023

Анн-Арбор (информированный комментарий) – Европейское космическое агентство не так хорошо известно в США, как НАСА или даже Роскосмос, российское космическое агентство. Однако у агентства с бюджетом в 7 миллиардов долларов в год, финансируемого 22 европейскими государствами, есть идея, которая может изменить правила игры в солнечной энергетике. ЕКА рассматривает возможность установки на околоземной орбите массива солнечных батарей размером с торговый центр. Агентство профинансировало трехлетнее исследование под названием «Солярис». Я не знаю, является ли это отсылкой к одноименному научно-фантастическому роману польского писателя Станислава Лема 1961 года. Подробно проект описан здесь.

Панельный массив ЕКА длиной чуть более полумили будет генерировать 2 гигаватта электроэнергии. Затем это электричество будет преобразовано в микроволны с частотой 2,45 ГГц и передано на ретрансляционную станцию ​​на поверхности Земли, называемую «ректенной». Там она будет преобразована обратно в электричество и будет обеспечивать электроэнергией около 1,5 миллионов домов. Это сделало бы его эквивалентом крупной атомной электростанции.

Х/т ЭКА

Этот план решит некоторые проблемы с наземными солнечными панелями. Пока что панели относительно большие (у нас на крыше их 16, и они закрывают большую ее часть). Значит, для них нужно много земли. Частично эту проблему можно решить, разместив их в пустыне, но тогда возникает проблема: вам придется строить провода передачи высокой плотности, чтобы доставлять генерируемую ими электроэнергию в города, которые являются ее основными потребителями. Итак, вам нужно достаточное количество земли и пропускная способность. Кроме того, панели не генерируют электроэнергию ночью, поэтому их действительно необходимо соединить с батареями или другими накопителями энергии, что является еще одним расходом.

Солнечная батарея в космосе, которая могла бы передавать энергию в виде микроволн, решила бы все три проблемы. В космическом пространстве достаточно места, они могут передаваться куда угодно (в том числе к запланированным лунным колониям как программы НАСА «Артемида», так и китайской космической программы). Джеймс Пёртилл из Австралийской радиовещательной компании объясняет, что массив панелей можно вывести на орбиту, на которой он всегда будет получать солнечный свет, даже во время земной ночи.

Одна из причин, по которой эта идея, впервые возникшая в середине двадцатого века, снова серьезно рассматривается, заключается в том, что стоимость полезной нагрузки в космосе резко упала, отчасти из-за появления многоразовых ракет. Пуртилл говорит, что всего за двадцать лет стоимость упала почти в 20 раз, а панели стали легче. В ЕКА заявляют, что для создания такого массива, тем не менее, потребуется больше полетов, чем для строительства Международной космической станции. Для создания потребовалось более 40 миссий.

Достичь нулевого уровня загрязнения углекислым газом к 2050 году — сложная задача для мира, и нам не помешали бы некоторые прорывы. Это было бы эквивалентом лунного проекта президента Кеннеди, хотя в некотором смысле это даже менее сложно в принципе, поскольку все элементы этой технологии проверены, и в принципе мы знаем, как это сделать.

Президент Байден уже вошел в учебники истории как ключевой президент энергетической революции благодаря своему Закону об инфраструктуре и ИРА. Но если бы он инициировал программу вывода солнечных батарей на околоземную орбиту, это добавило бы восклицательный знак к его наследию.

Рубрики: Климатический кризис, Европейский Союз, Экстремальная жара, Рекомендуемые, Электрическая сеть, Солнечная энергия, Суперштормы, лесные пожары