خطة لإنتاج الطاقة الشمسية في الفضاء

تخطط شركة فيرتوس سوليس الأمريكية لاستخدام صاروخها "ستارشيب" لإطلاق لوحة شمسية بعرض كيلومتر واحد لتوليد ونقل الكهرباء في الفضاء.

محاكاة نظام توليد الطاقة الشمسية المداري لفيرتوس سوليس. الصورة: فيرتوس سوليس

طرحت شركة فيرتوس سوليس، وهي شركة ناشئة مقرها ميشيغان أسسها مهندس الصواريخ السابق في سبيس إكس جون باكنيل، فكرة نقل الطاقة الشمسية من الفضاء في مؤتمر الطاقة الفضائية الدولي في لندن في منتصف أبريل، حسبما أفاد موقع سبيس في 30 أبريل. وسيغير صاروخ ستارشيب التابع لسبيس إكس السباق لإنتاج الطاقة الشمسية في الفضاء، مما يجعل محطات الطاقة المدارية أرخص من العديد من الطرق القائمة على الأرض، وفقًا لفيرتوس سوليس.

انخفضت تكلفة إطلاق الأقمار الصناعية إلى الفضاء بشكل كبير في السنوات الأخيرة، بفضل ظهور الصواريخ القابلة لإعادة الاستخدام التي طورتها شركة سبيس إكس. تتقاضى الشركة الآن أقل من 3000 دولار للكيلوغرام الواحد من الحمولة، لكن هذا لا يزال مرتفعًا جدًا لتوليد الطاقة الشمسية الفضائية، التي تتطلب ألواحًا شمسية عملاقة أكبر من محطة الفضاء الدولية.

تَعِد سبيس إكس بأنه بمجرد تشغيل صاروخ ستارشيب بكامل طاقته، ستنخفض تكلفة إطلاق الأقمار الصناعية إلى الفضاء إلى 10 دولارات للكيلوغرام. ورغم أن هذا التقدير قد يكون متفائلاً بعض الشيء، إلا أن باكنيل يقول إنه بمجرد انخفاض تكلفة الإطلاق إلى مدار أرضي منخفض عن 200 دولار للكيلوغرام، ستصبح الطاقة الشمسية في الفضاء أرخص من الكهرباء المُولَّدة من محطات الطاقة النووية أو محطات الفحم والغاز الطبيعي على الأرض.

تُوفر الألواح الشمسية أرخص كهرباء على وجه الأرض اليوم، بأقل من 30 دولارًا للميغاواط/ساعة. لكن الشمس لا تُشرق ليلًا، ويُكافح خبراء الطاقة لإيجاد سبل لتعويض فقدان الطاقة بمصادر طاقة متجددة أخرى. تُمثل الطاقة النووية والفحم والغاز حتى الآن مصادر احتياطية لتلبية الطلب بعد حلول الظلام أو خلال الأحوال الجوية السيئة. لكن محطات توليد الطاقة التي تعمل بالفحم ستُقوّض أهداف خفض الانبعاثات العالمية ، كما أن تكلفة محطات توليد الطاقة النووية أعلى بكثير.

تبلغ تكلفة الطاقة النووية ما بين 150 و200 دولار أمريكي لكل ميغاواط/ساعة. وأضاف باكنيل: "يمكن لنظامنا خفض التكلفة إلى حوالي 30 دولارًا أمريكيًا لكل ميغاواط/ساعة عند تطبيقه على نطاق واسع".

تسعى شركة فيرتوس سوليس إلى بناء ألواح شمسية عملاقة بعرض كيلومتر واحد، يمكن تجميعها في المدار بواسطة روبوتات من وحدات عرضها 1.6 متر. ويمكن نقل مئات هذه الوحدات بواسطة صاروخ ستارشيب إلى مدار مولنيا، وهو مدار بيضاوي الشكل، حيث تبلغ أقرب نقطة 800 كيلومتر فوق الأرض، وأبعد نقطة 35,000 كيلومتر.

يستغرق قمر صناعي واحد في مداره ١٢ ساعة لإكمال دورة كاملة حول الكوكب. ولكن نظرًا لطبيعة هذا المدار، يمكن للمركبة الفضائية البقاء لأكثر من ١١ ساعة في المناطق النائية. لذا، تُوفر مجموعات من قمرين صناعيين أو أكثر محطة قاعدة دائمة لمنطقة ما. أما نظام من ١٦ خلية شمسية فسيغطي العالم بأكمله، ناقلًا الطاقة على شكل موجات دقيقة إلى هوائي استقبال عملاق على الأرض.

صرح باكنيل بأن الشركة تتطلع الآن إلى تحسين كفاءة نقل الطاقة لاسلكيًا، وهو ما يُمثل عائقًا رئيسيًا أمام توليد الطاقة الشمسية الفضائية. تبلغ كفاءة الأنظمة الحالية حوالي 5%، ولكن للاستخدام العملي، يجب رفع الكفاءة إلى 20%. في فبراير، أعلنت شركة فيرتوس سوليس عن خطط لإطلاق قمر صناعي لنقل الطاقة في عام 2027 لاختبار تجميع الخلايا الشمسية في الفضاء ونقل أكثر من كيلوواط واحد من الطاقة إلى الأرض. وتأمل الشركة في بناء محطة طاقة شمسية تجارية بقدرة ميغاواط بحلول عام 2030.

آن كانج (حسب الفضاء )

المصدر: https://vnexpress.net/ke-hoach-san-xuat-dien-mat-troi-trong-vu-tru-4740663.html