แผนการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ในอวกาศ

บริษัท Virtus Solis ของสหรัฐฯ วางแผนที่จะใช้จรวด Starship เพื่อปล่อยแผงโซลาร์เซลล์ขนาดกว้าง 1 กิโลเมตร ซึ่งจะช่วยผลิตและส่งไฟฟ้าในอวกาศ

การจำลองระบบผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ในวงโคจรของเวอร์ทัส โซลิส ภาพ: เวอร์ทัส โซลิส

Virtus Solis บริษัทสตาร์ทอัพจากมิชิแกนที่ก่อตั้งโดย John Bucknell อดีตวิศวกรจรวดของ SpaceX ได้เปิดตัวแนวคิดการส่งพลังงานแสงอาทิตย์จากอวกาศในงาน International Space Energy Conference ที่กรุงลอนดอนเมื่อกลางเดือนเมษายน Space รายงานเมื่อวันที่ 30 เมษายนว่าจรวด Starship ของ SpaceX จะมาพลิกโฉมการแข่งขันในการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ในอวกาศ โดยทำให้โรงไฟฟ้าจากวงโคจรมีราคาถูกกว่าวิธีการอื่นๆ บนโลก ตามที่ Virtus Solis กล่าว

ต้นทุนการส่งดาวเทียมขึ้นสู่อวกาศลดลงฮวบฮาบในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เนื่องมาจากการถือกำเนิดของจรวดนำกลับมาใช้ใหม่ซึ่งริเริ่มโดย SpaceX ปัจจุบันบริษัทคิดค่าขนส่งต่อกิโลกรัมต่ำกว่า 3,000 ดอลลาร์สหรัฐ แต่ยังคงสูงเกินไปสำหรับการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์จากอวกาศ ซึ่งต้องใช้แผงโซลาร์เซลล์ขนาดยักษ์ที่มีขนาดใหญ่กว่าสถานีอวกาศนานาชาติ

SpaceX สัญญาว่าเมื่อจรวด Starship สามารถใช้งานได้เต็มรูปแบบ ค่าใช้จ่ายในการส่งดาวเทียมขึ้นสู่อวกาศจะลดลงเหลือ 10 ดอลลาร์สหรัฐต่อกิโลกรัม แม้ว่าการประมาณการดังกล่าวอาจดูค่อนข้างมองโลกในแง่ดี แต่ Bucknell กล่าวว่าเมื่อค่าใช้จ่ายในการส่งดาวเทียมขึ้นสู่วงโคจรต่ำของโลกลดลงต่ำกว่า 200 ดอลลาร์สหรัฐต่อกิโลกรัม พลังงานแสงอาทิตย์ในอวกาศจะมีราคาถูกกว่าไฟฟ้าจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ หรือโรงไฟฟ้าถ่านหินและก๊าซธรรมชาติบนพื้นดิน

ปัจจุบันแผงโซลาร์เซลล์ให้พลังงานไฟฟ้าที่ถูกที่สุดในโลก โดยมีราคาต่ำกว่า 30 ดอลลาร์สหรัฐต่อเมกะวัตต์ชั่วโมง แต่ดวงอาทิตย์ไม่ส่องแสงในเวลากลางคืน ผู้เชี่ยวชาญด้านพลังงานจึงพยายามหาทางทดแทนพลังงานที่สูญเสียไปด้วยพลังงานหมุนเวียนอื่นๆ พลังงานนิวเคลียร์ ถ่านหิน และก๊าซธรรมชาติ ยังคงเป็นพลังงานสำรองเพื่อตอบสนองความต้องการใช้ไฟฟ้าหลังมืดค่ำหรือในช่วงที่สภาพอากาศเลวร้าย แต่โรงไฟฟ้าถ่านหินอาจส่งผลกระทบต่อเป้าหมายการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกของโลก และโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ก็มีราคาแพงกว่ามาก

“พลังงานนิวเคลียร์มีราคา 150 ถึง 200 ดอลลาร์ต่อเมกะวัตต์ชั่วโมง ระบบของเราสามารถลดต้นทุนลงเหลือประมาณ 30 ดอลลาร์ต่อเมกะวัตต์ชั่วโมงเมื่อนำไปใช้ในระดับขนาดใหญ่” บัคเนลล์กล่าว

เวอร์ทัส โซลิส ต้องการสร้างแผงโซลาร์เซลล์ขนาดยักษ์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางหนึ่งกิโลเมตร ซึ่งสามารถประกอบขึ้นในวงโคจรได้ด้วยหุ่นยนต์จากโมดูลที่มีความกว้างถึง 1.6 เมตร โมดูลดังกล่าวหลายร้อยแผงสามารถขนส่งโดยจรวด Starship เข้าสู่วงโคจร Molniya ซึ่งเป็นวงโคจรรูปวงรีที่มีจุดที่ใกล้ที่สุดอยู่ที่ 800 กิโลเมตรเหนือพื้นโลก และจุดที่ไกลที่สุดอยู่ที่ 35,000 กิโลเมตร

ดาวเทียมที่โคจรอยู่ในวงโคจรใช้เวลา 12 ชั่วโมงในการโคจรรอบโลกหนึ่งรอบ แต่ด้วยลักษณะของวงโคจรแบบนี้ ยานอวกาศจึงสามารถอยู่ในพื้นที่ห่างไกลที่สุดได้นานกว่า 11 ชั่วโมง ดังนั้น การมีดาวเทียมสองดวงหรือมากกว่านั้นเป็นกลุ่มจะทำหน้าที่เป็นฐานพลังงานถาวรให้กับพื้นที่นั้นๆ ระบบแผงโซลาร์เซลล์ 16 แผงจะครอบคลุมพื้นที่ทั่วโลก โดยส่งพลังงานในรูปแบบของไมโครเวฟไปยังเสาอากาศรับสัญญาณขนาดยักษ์บนพื้นดิน

บัคเนลล์กล่าวว่าขณะนี้บริษัทกำลังพัฒนาประสิทธิภาพของการส่งพลังงานแบบไร้สาย ซึ่งเป็นอุปสรรคสำคัญต่อการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์จากอวกาศ ระบบปัจจุบันมีประสิทธิภาพประมาณ 5% แต่ประสิทธิภาพจำเป็นต้องเพิ่มขึ้นเป็น 20% เพื่อการใช้งานจริง ในเดือนกุมภาพันธ์ เวอร์ทัส โซลิส ได้ประกาศแผนการส่งดาวเทียมส่งพลังงานในปี พ.ศ. 2570 เพื่อทดสอบการประกอบเซลล์แสงอาทิตย์ในอวกาศและส่งพลังงานไฟฟ้ามากกว่า 1 กิโลวัตต์กลับมายังโลก บริษัทหวังที่จะสร้างโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์เชิงพาณิชย์ระดับเมกะวัตต์ภายในปี พ.ศ. 2573

อันคัง (ตาม สเปซ )

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