تامین برق از مزارع خورشیدی

فرارو- اگر درست باشد خیلی خوب به نظر می‌رسد: طرحی برای برداشت انرژی خورشیدی از فضا و ارسال آن به زمین با استفاده از امواج مایکروویو. با این وجود، به گفته «مارتین سولتائو» رئیس مشترک ابتکار عمل انرژی فضایی (SEI) این ایده‌ای است که ممکن است در سال ۲۰۳۵ تحقق یابد.

به گزارش فرارو به نقل از بخش جهانی شبکه خبری بی‌بی سی، ابتکار عمل انرژی فضایی روی پروژه‌ای به نام Cassiopeia کار می‌کند که قصد دارد مجموعه‌ای از ماهواره‌های بسیار بزرگ را در مدار بالایی زمین قرار دهد. ماهواره‌ها پس از استقرار، انرژی خورشیدی را برداشت کرده و آن را به زمین بازتاب می‌دهند. او می‌گوید: «ظرفیت بالقوه این کار تقریبا نامحدود است و از لحاظ نظری قادر است تمام انرژی جهان را در سال ۲۰۵۰ میلادی تامین کند».

«سولتائو» می‌افزاید: «فضای کافی در مدار برای ماهواره‌های انرژی خورشیدی وجود دارد و منبع انرژی خورشید بسیار زیاد است. یک نوار باریک در اطراف مدار زمین ثابت بیش از ۱۰۰ برابر انرژی در سال دریافت می‌کند که پیش بینی می‌شود کل بشر در سال ۲۰۵۰ میلادی از آن استفاده کند».

در اوایل سال جاری، دولت بریتانیا ۳ میلیون پوند بودجه برای پروژه‌های انرژی خورشیدی مبتنی بر فضا (SBSP) در نظر گرفت. این بودجه پس از آن در نظر گرفته شد که یک مطالعه مهندسی صورت گرفته توسط شرکت مشاوره «فریزر – نش» به این نتیجه رسید که چنین فناوری‌ای قابل اجرا است.

مجریان ابتکار عمل انرژی فضایی (SEI) امیدوار اند که بخش بزرگی از بودجه مالی در نظر گرفته شده را کسب کنند. ماهواره‌های آن پروژه از صد‌ها هزار ماژول کوچک و یکسان که در کارخانه‌های روی زمین تولید شده و توسط ربات‌های مستقل در فضا مونتاژ می‌شوند، تشکیل شده که خدمات و نگهداری لازم را نیز انجام می‌دهند.

انرژی خورشیدی جمع آوری‌شده توسط ماهواره‌ها به امواج رادیویی با فرکانس بالا تبدیل می‌شوند و به یک آنتن یکسو کننده روی زمین ارسال می‌شود که امواج رادیویی را به برق تبدیل می‌کند.

هر ماهواره می‌تواند حدود ۲ گیگاوات برق را به شبکه انتقال دهد که هر ماهواره را از نظر توان خروجی با یک نیروگاه هسته‌ای قابل مقایسه می‌سازد. در اینجا بر روی زمین نور خورشید توسط جو پخش می‌شود، اما در فضا به طور مستقیم بدون تداخل از خورشید می‌آید. بنابراین، یک پنل خورشیدی مبتنی بر فضا می‌تواند انرژی بسیار بیش‌تری نسبت به یک پنل خورشیدی با اندازه مشابه روی زمین جمع آوری کند. پروژه‌های مشابه در سایر نقاط جهان در حال توسعه هستند.

برای مثال، آزمایشگاه تحقیقات نیروی هوایی (AFRL) در ایالات متحده در پروژه‌ای به نام نمایش‌ها و تحقیقات افزایشی انرژی خورشیدی فضایی (SSPIDR) روی برخی از فناوری‌های حیاتی مورد نیاز برای چنین سیستمی کار می‌کند.

این موارد شامل بهبود بازده سلول خورشیدی، تبدیل فرکانس خورشیدی به رادیویی و تشکیل پرتو و هم چنین کاهش نوسانات دمای زیاد در اجزای فضاپیما و ایجاد طرح‌هایی برای سازه‌هایی قابل استقرار است.

اواخر سال گذشته، این تیم با موفقیت اجزای جدیدی را به نمایش گذاشت که برای تبدیل انرژی خورشیدی به امواج رادیویی مورد استفاده قرار می‌گیرد. پرتو‌های مایکروویو ممکن است هشدار دهنده به نظر برسند، اما در زمین نشان داده شده و مشخص شده که هم برای انسان و هم برای حیات وحش موثر و ایمن هستند.

«سولتائو» می‌گوید: «پرتو مایکروویو است بنابراین دقیقا مانند وای فای عمل می‌کند که ما همیشه در اختیار داریم و شدت آن تقریبا یک چهارم شدت خورشید در هنگام ظهر است».

در حالی که بسیاری از بزرگترین موانع اجرای این پروژه در حال حاضر برطرف شده‌اند هنوز مشکلاتی احتمالی وجود دارند. «جووانا رادولوویچ» مدرس ترمودینامیک در دانشگاه پورتسموث و متخصص در زمینه سیستم‌های انرژی تجدیدپذیر می‌گوید: «نظر شخصی من در این مورد این است که ما دوست داریم فکر کنیم فناوری وجود دارد، اما هنوز از لازم برای آغاز پروژه‌ای با چنین پیچیدگی‌ای برخوردار نیست».

او به این نکته اشاره می‌کند که پرتاب تعداد زیادی پنل خورشیدی به فضا پرهزینه خواهد بود و با توجه به این که هر پروژه ممکن است به صد‌ها پرتاب نیاز داشته باشد دی اکسید کربن زیادی تولید می‌کند. با این وجود، دلیلی برای خوش بینی وجود دارد. «سولتائو» می‌گوید از نظر اقتصادی وضعیت در حال بهبود است. او می‌افزاید: «هزینه راه‌اندازی تا ۹۰ درصد کاهش یافته و این کاهش ادامه خواهد یافت».

او می‌افزاید: «نکته دوم پیشرفت‌های واقعی در طراحی ماهواره‌های انرژی خورشیدی صورت گرفته است به طوری که ماهواره‌ها بسیار قطعه قطعه‌ای هستند که انعطاف پذیری و کاهش هزینه‌های تولید را فراهم می‌کند و نکته سوم آن که ما پیشرفت‌های واقعی در رباتیک و سیستم‌های خودمختار داشته ایم».

ابتکار عمل انرژی فضایی به دلیل محدود بودن بودجه ارائه شده از سوی دولت بریتانیا، امیدوار است برای برخی از فناوری‌های دخیل در این پروژه سرمایه لازم را از بخش خصوصی جذب کند. با این وجود، «رادولوویچ» هشدار می‌دهد که جدول زمانی پیشنهادی ممکن است بیش از اندازه خوش بینانه باشد.

او می‌گوید: «من فکر می‌کنم با سرمایه‌گذاری قابل توجه و تلاش متمرکز در این زمینه دلیلی وجود ندارد که ما نتوانیم این سیستم را به عنوان پروژه‌های آزمایشی کوچک‌تر در آینده قابل پیش بینی راه اندازی کنیم. با این وجود، در مقیاس بزرگ‌تر آن چه ما در مورد کیلومتر‌ها صفوف خورشیدی از آن صحبت می‌کنیم زمان قابل توجه برای راه اندازی طولانی‌تر خواهد بود».