ความก้าวหน้าในการส่งพลังงานแสงอาทิตย์จากอวกาศสู่โลก

Đột phá truyền điện mặt trời từ không gian về trái đất - Ảnh 1. — การจำลองแนวคิดของการสกัดพลังงานแสงอาทิตย์จากอวกาศ

ในปี พ.ศ. 2511 ก่อนที่มนุษย์จะเหยียบดวงจันทร์ ดร. ปีเตอร์ กลาเซอร์ ผู้อำนวยการภารกิจอะพอลโล 11 ขององค์การบริหารการบินและอวกาศแห่งชาติสหรัฐอเมริกา (นาซา) ได้กล่าวถึงแนวคิดที่แปลกใหม่ในการมอบพลังงานอันไม่มีที่สิ้นสุดให้กับโลก นั่นคือพลังงานแสงอาทิตย์ที่เก็บเกี่ยวได้จากอวกาศ

ความคิดที่กล้าหาญ

ในรายงานเรื่อง "พลังงานจากดวงอาทิตย์: นั่นคืออนาคต" ที่ตีพิมพ์ในวารสาร Science เมื่อวันที่ 22 พฤศจิกายน พ.ศ. 2511 ดร. กลาเซอร์ได้เสนอแนวคิดในการส่งดาวเทียมขึ้นสู่วงโคจรของโลกเพื่อใช้ประโยชน์จากพลังงานแสงอาทิตย์อย่างต่อเนื่อง หรือ SBSP

เพราะในอวกาศไม่มีชั้นบรรยากาศ ไม่มีเมฆ และวงโคจรค้างฟ้าก็ไม่มีกลางคืน ดังนั้น ที่นี่จึงเป็นสถานที่ที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการตั้ง "โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์" เพื่อใช้พลังงานตลอด 24 ชั่วโมง 365 วันต่อปี

ในปี พ.ศ. 2516 เขาได้รับสิทธิบัตรจากสหรัฐอเมริกาสำหรับแนวคิดพลังงานแสงอาทิตย์จากดาวเทียม และได้รับการยกย่องว่าเป็นบิดาของ SBSP ดร. กลาเซอร์เชื่อว่ามีเพียงพลังงานแสงอาทิตย์ที่นำมาใช้ในอวกาศ และบางทีพลังงานจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันเท่านั้นที่สามารถทดแทนเชื้อเพลิงฟอสซิลในฐานะแหล่งพลังงานหลักของมนุษย์ได้

เกือบ 10 ปีแล้วนับตั้งแต่แนวคิดอันกล้าหาญและล้ำหน้าของดร. กลาเซอร์ได้เข้าสู่ช่วงการพัฒนาครั้งสำคัญ

ตามรายงานของ Bloomberg News เมื่อวันที่ 28 ตุลาคม นักวิจัยจากสถาบันเทคโนโลยีแห่งแคลิฟอร์เนีย (Caltech สหรัฐอเมริกา) ได้พบเห็นอุปกรณ์ของตนรับลำแสงพลังงานที่ส่งมาจากดาวเทียมในวงโคจรบนหลังคาสำนักงานใหญ่ของสถาบันวิจัยในเมืองพาซาดีนา รัฐแคลิฟอร์เนีย

Đột phá truyền điện mặt trời từ không gian về trái đất - Ảnh 2. — ดร. ปีเตอร์ กลาเซอร์ และแบบจำลองการใช้ประโยชน์จากพลังงานแสงอาทิตย์จากอวกาศ

ความก้าวหน้า

อุปกรณ์ทดลองนี้ได้รับการออกแบบโดยทีมงานของ Caltech และถูกส่งขึ้นสู่วงโคจรด้วยจรวด SpaceX ในเดือนมกราคม อุปกรณ์ทดลองนี้ประสบความสำเร็จในการส่งพลังงานกลับมายังโลกในเดือนพฤษภาคม เป็นหนึ่งในสามการทดลองของ Caltech ที่ผสานเข้ากับดาวเทียม และปัจจุบันกำลังทดสอบส่วนประกอบสำคัญของระบบเก็บเกี่ยวพลังงานแสงอาทิตย์จากอวกาศ

เรียกได้ว่าความฝันของ ดร. กลาเซอร์ ผู้ล่วงลับ ใกล้จะเป็นความจริงแล้ว

“ตอนแรกผมคิดว่ามันเป็นความคิดที่ไร้สาระ” บลูมเบิร์กอ้างคำพูดของแฮร์รี่ แอตวอเตอร์ ศาสตราจารย์จากสถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนีย หัวหน้าโครงการพลังงานแสงอาทิตย์อวกาศของสถาบันอเมริกัน อย่างไรก็ตาม หลังจากครุ่นคิดอยู่พักหนึ่ง เขารู้สึกว่าจำเป็นต้องลงมือทำด้วยความหวังว่าสักวันหนึ่งเขาจะสามารถทำให้ความคิดนี้เป็นจริงได้

ศาสตราจารย์แอตวอเตอร์คือวิศวกรรุ่นใหม่ เมื่อเผชิญกับแรงกดดันจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ และเทคโนโลยีที่ ดร. กลาเซอร์ ซึ่งเสียชีวิตในปี 2014 ไม่เคยมีมาก่อน แอตวอเตอร์และเพื่อนร่วมงานจึงมั่นใจว่าถึงเวลาแล้วที่จะใช้พลังงานแสงอาทิตย์จากอวกาศ

ต้องขอบคุณการพัฒนาเซลล์แสงอาทิตย์และการเกิดขึ้นของวัสดุคาร์บอนไฟเบอร์ ทำให้โรงไฟฟ้าในอวกาศมีความเป็นไปได้มากขึ้น และการมีอยู่ของบริษัทเอกชนอย่าง SpaceX ช่วยลดต้นทุนในการส่งโรงไฟฟ้าเหล่านี้ขึ้นสู่วงโคจรได้

การประกอบ “โรงงาน” ไม่จำเป็นต้องใช้มือของนักบินอวกาศมืออาชีพในชุดอวกาศหนักๆ และ “โรงไฟฟ้า” ก็สามารถขยายรูปร่างได้ตามต้องการโดยอัตโนมัติเมื่อติดตั้งในอวกาศ

ในปี 2020 ห้องปฏิบัติการวิจัยกองทัพเรือสหรัฐฯ ได้ใช้เครื่องบินอวกาศ X-37B ซึ่งเป็นเครื่องบินลับสุดยอดของกระทรวงกลาโหมสหรัฐฯ เพื่อส่งเครื่องแปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นไมโครเวฟขึ้นสู่วงโคจร ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของโรงไฟฟ้าพลังงานในวงโคจรในอนาคต

สำนักงานอวกาศยุโรปกำลังดำเนินโครงการพลังงานแสงอาทิตย์ของตนเอง แม้ว่าจะยังห่างไกลจากขั้นตอนการทดสอบในวงโคจร เช่นเดียวกับจีน ญี่ปุ่น และสหราชอาณาจักร

Đột phá truyền điện mặt trời từ không gian về trái đất - Ảnh 3. — การจำลองแนวคิด 'พรมไฟฟ้า' ของ Caltech

เวอร์ชั่น 'พรมโซล่าร์'

กลับมาที่ Caltech มหาเศรษฐีอสังหาริมทรัพย์ Donald Bren ได้ลงทุนมากกว่า 100 ล้านดอลลาร์สหรัฐฯ ตั้งแต่ปี 2011 ในความพยายามที่นำโดยศาสตราจารย์ Atwater ทีมของ Atwater ได้คิดค้นวิธีการใหม่ แทนที่จะสร้างโครงสร้างขนาดใหญ่และแข็งแกร่งในอวกาศ โรงไฟฟ้าของ Caltech จะเป็นเครือข่ายแผงโซลาร์เซลล์ที่มีความยาว 1 กิโลเมตร

ในเวอร์ชันโรงไฟฟ้าของ Caltech เครื่องส่งพลังงานจะถูกวางไว้บนแผงแต่ละแผง และส่งพลังงานพร้อมกันไปยังตัวรับชุดหนึ่งซึ่งมีพื้นที่บนพื้นดินเท่ากัน

“โรงไฟฟ้า” ประเภทนี้สามารถจ่ายพลังงานให้กับพื้นที่ที่ได้รับผลกระทบจากภัยพิบัติทางธรรมชาติหรือพื้นที่ขัดแย้งที่ไม่มีไฟฟ้าใช้ เช่น สถานการณ์ในฉนวนกาซาเมื่อวันที่ 28 ตุลาคม หลังจากการโจมตีทางอากาศของอิสราเอลที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อน

ศาสตราจารย์อาลี ฮาจิมิริ สมาชิกทีมวิจัยของ Caltech อธิบายถึงเป้าหมายของพวกเขาว่า "คุณสามารถสร้างโครงสร้างที่เหมือนพรม เพื่อให้สามารถแผ่ 'พรม' ออกไปและรับพลังงานแสงอาทิตย์จากอวกาศได้"

ทีมงาน Caltech ยังคงทดสอบความสามารถในการส่งและรับพลังงานแสงอาทิตย์ต่อไป แต่ศาสตราจารย์ฮาจิมิริกล่าวว่าจะต้องใช้เวลาประมาณหนึ่งทศวรรษก่อนที่แนวคิดของพวกเขาจะนำไปปฏิบัติได้

ลิงค์ที่มา