Usaha menghantar tenaga suria dari angkasa ke Bumi

Penyelidik sedang menjalankan eksperimen untuk menjana tenaga suria di angkasa dan menghantarnya secara wayarles kembali ke Bumi.

Simulasi satelit kuasa solar CASSIOPeiA rekaan British. Foto: Space Solar — Simulasi satelit kuasa solar CASSIOPeiA rekaan British. Foto: *Space Solar*

Ali Hajimiri, seorang profesor kejuruteraan elektrik di California Institute of Technology (Caltech), telah menghabiskan satu dekad meneliti cara untuk melancarkan sel suria ke angkasa dan memancarkan tenaga kembali ke Bumi, menurut CNN . Tahun ini, Hajimiri dan rakan-rakannya mengambil satu lagi langkah ke arah menjadikan penjanaan tenaga suria di angkasa menjadi kenyataan. Pada Januari 2023, mereka melancarkan Maple, prototaip sepanjang 30 sentimeter yang dilengkapi dengan pemancar ultralight yang fleksibel. Matlamat mereka adalah untuk mengumpul tenaga daripada Matahari dan menghantarnya secara wayarles di angkasa. Jumlah tenaga elektrik yang dikumpulkan oleh pasukan itu cukup untuk menyalakan dua mentol LED.

Matlamat penyelidik yang lebih luas, bagaimanapun, adalah untuk melihat sama ada Maple boleh memancarkan tenaga kembali ke Bumi. Pada Mei 2023, pasukan memutuskan untuk menjalankan eksperimen untuk mengetahui apa yang akan berlaku. Di atas bumbung di kampus Caltech di Pasadena, California, Hajimiri dan beberapa saintis lain dapat menangkap isyarat Maple. Tenaga yang mereka kesan adalah terlalu kecil untuk digunakan, tetapi mereka berjaya menghantar elektrik secara wayarles dari angkasa.

Menghasilkan tenaga suria di angkasa bukanlah idea yang sangat rumit. Manusia boleh memanfaatkan tenaga Matahari yang sangat besar di angkasa. Ia merupakan sumber elektrik yang sentiasa tersedia, tidak terjejas oleh cuaca buruk, litupan awan, waktu malam atau musim. Terdapat banyak idea yang berbeza untuk melakukan ini, tetapi kaedahnya berfungsi seperti ini. Satelit berkuasa suria dengan diameter lebih daripada 1.6 km dilancarkan ke orbit altitud tinggi. Oleh kerana saiz struktur yang besar, ia terdiri daripada ratusan ribu modul yang lebih kecil, dihasilkan secara besar-besaran, seperti batu bata Lego, yang dipasang di angkasa oleh robot autonomi.

Panel solar satelit akan mengumpul tenaga suria, menukarnya menjadi gelombang mikro dan menghantarnya secara wayarles ke Bumi melalui pemancar isyarat yang sangat besar, yang boleh dihantar ke lokasi tertentu di atas tanah dengan ketepatan tinggi. Ketuhar gelombang mikro boleh dengan mudah menembusi awan dan cuaca buruk, menuju ke antena penerima di Bumi. Kemudian, gelombang mikro ditukar semula menjadi elektrik dan dimasukkan ke dalam grid.

Antena penerima berdiameter kira-kira 6 kilometer dan boleh dibina di darat atau di luar pesisir. Oleh kerana struktur grid hampir telus, tanah di bawahnya boleh digunakan untuk panel solar, ladang atau aktiviti lain. Satu satelit penuaian suria tunggal di angkasa boleh membekalkan 2 gigawatt elektrik, bersamaan dengan dua loji kuasa nuklear bersaiz sederhana di Amerika Syarikat.

Halangan besar kepada teknologi ialah kos yang tinggi untuk meletakkan loji kuasa di orbit. Sepanjang dekad yang lalu, itu telah mula berubah apabila syarikat seperti SpaceX dan Blue Origin telah mula membangunkan roket yang boleh diguna semula. Kos pelancaran kini berjalan sekitar $1,500 sekilogram, kira-kira 30 kali lebih rendah daripada era pesawat ulang-alik pada awal 1980-an.

Penyokong idea itu mengatakan bahawa tenaga suria berasaskan ruang boleh menyediakan tenaga untuk negara maju yang mempunyai keperluan tenaga yang besar tetapi kekurangan infrastruktur. Ia juga boleh memberi perkhidmatan kepada banyak bandar dan kampung Artik terpencil yang berada dalam kegelapan selama berbulan-bulan setiap tahun, dan membantu komuniti yang kehilangan kuasa akibat bencana alam atau konflik.

Walaupun masih jauh untuk pergi antara konsep dan pengkomersilan, kerajaan dan syarikat di seluruh dunia percaya bahawa kuasa suria angkasa boleh memenuhi permintaan yang semakin meningkat untuk elektrik bersih dan membantu menangani krisis iklim. Di AS, Makmal Penyelidikan Tentera Udara merancang untuk melancarkan kenderaan eksperimen kecil yang dipanggil Arachne pada tahun 2025. Makmal Penyelidikan Tentera Laut AS melancarkan modul pada Mei 2020 pada kenderaan ujian orbit untuk menguji perkakasan penjanaan kuasa solar dalam keadaan angkasa lepas. Akademi Teknologi Angkasa China menyasarkan untuk melancarkan satelit bateri solar ke orbit rendah pada 2028 dan orbit tinggi pada 2030.

Kerajaan UK telah menjalankan kajian bebas dan membuat kesimpulan bahawa penjanaan tenaga suria di angkasa secara teknikal boleh dilaksanakan dengan reka bentuk seperti CASSIOPeiA, satelit 1.7 km yang boleh menyalurkan kuasa 2 gigawatt. Kesatuan Eropah juga sedang membangunkan program Solaris untuk menentukan kebolehlaksanaan teknikal tenaga suria di angkasa.

Di California, Hajimiri dan pasukannya telah menghabiskan prototaip ujian tekanan selama enam bulan yang lalu untuk mengumpulkan data mengenai reka bentuk generasi akan datang. Matlamat utama Hajimiri ialah satu siri layar ringan fleksibel yang boleh diangkut, dilancarkan dan dibentangkan di angkasa, dengan berbilion-bilion komponen berfungsi dalam penyegerakan sempurna untuk menyampaikan tenaga di tempat yang diperlukan.

An Khang (Menurut CNN )

Pautan sumber