แผนการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ในอวกาศ

บริษัท Virtus Solis ของสหรัฐฯ วางแผนที่จะใช้จรวด Starship ของตนในการปล่อยแผงโซลาร์เซลล์ขนาดกว้างหนึ่งกิโลเมตร เพื่อผลิตและส่งกระแสไฟฟ้าในอวกาศ

ภาพจำลองระบบผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ในวงโคจรของยานวิร์ตัส โซลิส ภาพ: วิร์ตัส โซลิส

Virtus Solis สตาร์ทอัพจากรัฐมิชิแกน ก่อตั้งโดยจอห์น บัคเนลล์ อดีตวิศวกรจรวดของ SpaceX ได้นำเสนอแนวคิดการส่งพลังงานแสงอาทิตย์จากอวกาศในการประชุมพลังงานอวกาศนานาชาติที่ลอนดอนเมื่อกลางเดือนเมษายน ตามรายงานของ Space เมื่อวันที่ 30 เมษายน Virtus Solis ระบุว่า จรวด Starship ของ SpaceX จะปฏิวัติการแข่งขันในการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ในอวกาศ ทำให้โรงไฟฟ้าในวงโคจรมีราคาถูกกว่าวิธีการหลายอย่างบนโลก

ค่าใช้จ่ายในการส่งดาวเทียมขึ้นสู่อวกาศลดลงอย่างมากในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เนื่องจากการพัฒนาจรวดที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ ซึ่งริเริ่มโดย SpaceX ปัจจุบัน บริษัทคิดค่าบริการน้อยกว่า 3,000 ดอลลาร์สหรัฐต่อกิโลกรัมของสินค้า แต่ก็ยังสูงเกินไปสำหรับการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ในอวกาศ ซึ่งต้องใช้แผงโซลาร์เซลล์ขนาดมหึมาใหญ่กว่าสถานีอวกาศนานาชาติ (ISS)

SpaceX สัญญาว่าเมื่อจรวด Starship ใช้งานได้อย่างเต็มประสิทธิภาพแล้ว ต้นทุนการส่งดาวเทียมขึ้นสู่อวกาศจะลดลงเหลือ 10 ดอลลาร์ต่อกิโลกรัม แม้ว่าการประมาณการนี้อาจจะมองโลกในแง่ดีไปบ้าง แต่บัคเนลล์แย้งว่าเมื่อต้นทุนการส่งดาวเทียมขึ้นสู่วงโคจรต่ำของโลกต่ำกว่า 200 ดอลลาร์ต่อกิโลกรัม พลังงานแสงอาทิตย์ในอวกาศจะมีราคาถูกกว่าไฟฟ้าจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์หรือโรงไฟฟ้าถ่านหินและก๊าซธรรมชาติบนโลก

ปัจจุบัน แผงโซลาร์เซลล์บนโลกเป็นแหล่งผลิตไฟฟ้าที่ถูกที่สุด โดยมีราคาต่ำกว่า 30 ดอลลาร์สหรัฐต่อเมกะวัตต์ชั่วโมง อย่างไรก็ตาม ดวงอาทิตย์ไม่ได้ส่องแสงในเวลากลางคืน และผู้เชี่ยวชาญด้านพลังงานกำลังเร่งหาแนวทางชดเชยปริมาณไฟฟ้าที่ลดลงด้วยแหล่งพลังงานหมุนเวียนอื่นๆ ปัจจุบัน โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ โรงไฟฟ้าถ่านหิน และโรงไฟฟ้าก๊าซธรรมชาติยังคงเป็นทางเลือกสำรองเพื่อตอบสนองความต้องการหลังมืดหรือในช่วงสภาพอากาศเลวร้าย แต่โรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนจะขัดขวางเป้าหมายการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก ของโลก ในขณะที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์มีต้นทุนสูงกว่ามาก

"ต้นทุนของพลังงานนิวเคลียร์อยู่ที่ประมาณ 150-200 ดอลลาร์ต่อเมกะวัตต์ชั่วโมง ระบบของเราสามารถลดต้นทุนลงเหลือประมาณ 30 ดอลลาร์ต่อเมกะวัตต์ชั่วโมงได้เมื่อขยายขนาด" บัคเนลล์กล่าว

โครงการ Virtus Solis มีเป้าหมายที่จะสร้างแผงโซลาร์เซลล์ขนาดยักษ์ กว้าง 1 กิโลเมตร ซึ่งสามารถประกอบในวงโคจรได้โดยหุ่นยนต์จากโมดูลขนาดกว้าง 1.6 เมตร โมดูลดังกล่าวหลายร้อยโมดูลสามารถขนส่งโดยจรวด Starship ไปยังวงโคจร Molniya ซึ่งเป็นวงโคจรวงรีที่มีจุดใกล้โลกที่สุดอยู่ที่ 800 กิโลเมตร และจุดที่ไกลโลกที่สุดอยู่ที่ 35,000 กิโลเมตร

ดาวเทียมที่โคจรรอบโลกใช้เวลา 12 ชั่วโมงในการโคจรครบรอบหนึ่งรอบ แต่เนื่องจากลักษณะของวงโคจรนี้ ยานอวกาศสามารถอยู่ในพื้นที่ห่างไกลที่สุดได้นานกว่า 11 ชั่วโมง ดังนั้น กลุ่มดาวเทียมสองดวงขึ้นไปจะสามารถให้พลังงานพื้นฐานที่สม่ำเสมอแก่พื้นที่นั้นได้ ระบบแผงโซลาร์เซลล์ 16 แผงจะสามารถครอบคลุมทั่วโลก โดยส่งพลังงานในรูปของคลื่นไมโครเวฟไปยังเสาอากาศรับสัญญาณขนาดใหญ่บนพื้นดิน

ตามที่บัคเนลล์กล่าว บริษัทกำลังมองหาแนวทางในการปรับปรุงประสิทธิภาพการส่งพลังงานแบบไร้สาย ซึ่งเป็นอุปสรรคสำคัญต่อการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ในอวกาศ ระบบปัจจุบันมีประสิทธิภาพประมาณ 5% แต่สำหรับการใช้งานจริง ประสิทธิภาพจำเป็นต้องเพิ่มขึ้นเป็น 20% ในเดือนกุมภาพันธ์ Virtus Solis ได้ประกาศแผนการทดสอบดาวเทียมส่งพลังงานในปี 2027 เพื่อทดสอบการประกอบแผงโซลาร์เซลล์ในอวกาศและส่งกระแสไฟฟ้ามากกว่าหนึ่งกิโลวัตต์กลับมายังโลก บริษัทหวังที่จะสร้างโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์เชิงพาณิชย์ระดับเมกะวัตต์ภายในปี 2030

อันคัง (ตาม พื้นที่ )

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