Forsøk på å overføre solenergi fra verdensrommet til jorden

Forskere gjennomfører eksperimenter for å generere solenergi i rommet og overføre den trådløst tilbake til jorden.

Simulering av den britiskdesignede solcellesatellitten CASSIOPeiA. Foto: Space Solar

Ali Hajimiri, professor i elektroteknikk ved California Institute of Technology (Caltech), har brukt et tiår på å forske på måter å sende solceller ut i rommet og sende energien tilbake til jorden, ifølge CNN . I år tok Hajimiri og kollegene hans et nytt skritt mot å gjøre solenergiproduksjon i rommet til en realitet. I januar 2023 lanserte de Maple, en 30 centimeter lang prototype utstyrt med en fleksibel, ultralett sender. Målet deres er å samle energi fra solen og overføre den trådløst i rommet. Mengden strøm teamet samlet inn er nok til å tenne to LED-pærer.

Forskernes overordnede mål var imidlertid å se om Maple kunne sende energi tilbake til jorden. I mai 2023 bestemte teamet seg for å gjennomføre et eksperiment for å finne ut hva som ville skje. På et tak på Caltech-campusen i Pasadena, California, klarte Hajimiri og flere andre forskere å fange opp Maples signal. Energien de oppdaget var for liten til å være nyttig, men de lyktes med å overføre elektrisitet trådløst fra verdensrommet.

Å produsere solenergi i rommet er ikke en veldig komplisert idé. Mennesker kan utnytte solens enorme energi i rommet. Det er en kilde til elektrisitet som er konstant tilgjengelig, upåvirket av dårlig vær, skydekke, tid på natten eller årstid. Det finnes mange forskjellige ideer for å gjøre dette, men metoden fungerer slik. Soldrevne satellitter med diametere på mer enn 1,6 km sendes opp i baner i høy høyde. På grunn av den massive størrelsen på strukturen består de av hundretusenvis av mindre, masseproduserte moduler, som legoklosser, satt sammen i rommet av autonome roboter.

Satellittens solcellepaneler vil samle solenergi, konvertere den til mikrobølger og overføre den trådløst til jorden via en veldig stor signalsender, som kan overføres til et bestemt sted på bakken med høy presisjon. Mikrobølger kan lett trenge gjennom skyer og dårlig vær, og gå til mottakerantennen på jorden. Deretter blir mikrobølgene konvertert tilbake til elektrisitet og matet inn i strømnettet.

Mottakerantennene er omtrent 6 kilometer i diameter og kan bygges på land eller til havs. Fordi nettstrukturen er nesten gjennomsiktig, kan landet under brukes til solcellepaneler, gårder eller andre aktiviteter. En enkelt solcellehøstende satellitt i rommet kan gi 2 gigawatt strøm, tilsvarende to mellomstore kjernekraftverk i USA.

Den store hindringen for teknologien har vært de høye kostnadene ved å sette kraftverk i bane. I løpet av det siste tiåret har dette begynt å endre seg ettersom selskaper som SpaceX og Blue Origin har begynt å utvikle gjenbrukbare raketter. Oppskytningskostnadene ligger nå på rundt 1500 dollar per kilogram, omtrent 30 ganger mindre enn under romfergetiden på begynnelsen av 1980-tallet.

Tilhengere av ideen sier at rombasert solenergi kan gi energi til utviklede land som har enorme energibehov, men mangler infrastruktur. Den kan også betjene de mange avsidesliggende arktiske byene og landsbyene som er i totalt mørke i flere måneder hvert år, og hjelpe lokalsamfunn som mister strøm på grunn av naturkatastrofer eller konflikter.

Selv om det fortsatt er langt igjen mellom konsept og kommersialisering, tror myndigheter og selskaper over hele verden at solenergi i rommet kan møte den økende etterspørselen etter ren elektrisitet og bidra til å takle klimakrisen. I USA planlegger Air Force Research Laboratory å lansere et lite eksperimentelt fartøy kalt Arachne i 2025. US Naval Research Laboratory lanserte en modul i mai 2020 på et orbitalt testfartøy for å teste maskinvare for solenergiproduksjon i romforhold. China Academy of Space Technology har som mål å skyte opp en solcellebatterisatellitt i lav bane i 2028 og høy bane i 2030.

Den britiske regjeringen har gjennomført en uavhengig studie og konkludert med at solenergiproduksjon i rommet er teknisk mulig med design som CASSIOPeiA, en 1,7 km lang satellitt som kan levere 2 gigawatt strøm. EU utvikler også Solaris-programmet for å bestemme den tekniske gjennomførbarheten av solenergi i rommet.

I California har Hajimiri og teamet hans brukt de siste seks månedene på å stressteste prototyper for å samle inn data om neste generasjons design. Hajimiris endelige mål er en serie fleksible lette seil som kan transporteres, skytes opp og foldes ut i rommet, med milliarder av komponenter som fungerer perfekt synkront for å levere energi der det trengs.

An Khang (ifølge CNN )

Kildekobling: https://vnexpress.net/thu-nghiem-truyen-dien-mat-troi-tu-vu-tru-ve-trai-dat-4694273.html