За първи път в историята сателит изпрати слънчева енергия от космоса към Земята

В резултат на безпрецедентен технологичен напредък успешно е демонстриран преносът на (слънчева) енергия от космоса към Земята. Възможно е да сме на прага на почти постоянна експлоатация на този неизчерпаем енергиен източник.

Преходът към по-чисти и по-устойчиви енергийни източници е от решаващо значение в нашето нестабилно климатично време. В този контекст възможността за улавяне на слънчева енергия директно от космоса и предаването ѝ на Земята представлява перспективна област на приложни изследвания. Неотдавна група изследователи от Калифорнийския технологичен институт (Caltech) направиха значителна крачка напред, като успешно демонстрираха безжично предаване на слънчева енергия от космоса.

Този пробив, документиран в поредица от експерименти, проведени в рамките на проекта на Калтех за космическа слънчева енергия (Space Solar Power Project – SSPP) е подробно описан в платформата arXiv. Той може да проправи пътя към нова ера в производството на енергия, предлагайки потенциално решение на основните ограничения на земните слънчеви системи. А именно и на метеорологичните условия.

Три са основните технологични иновации в този пробив

Мисията SSPD-1, ръководена от Калифорнийския технологичен институт, е крайъгълен камък в стремежа за използване на слънчевата енергия от космоса. В основата на този пробив стоят три технологични нововъведения. Първо, устройството MAPLE (Microwave Array for Power-transfer Low-orbit Experiment) позволи безжичен пренос на енергия от космоса. Използвайки комплект от леки и гъвкави микровълнови предаватели, тази технология демонстрира възможността за насочване на енергията към наземни приемници. По този начин бе утвърдена концепцията за предаване на слънчева енергия от космоса.

Второ, експериментът ALBA (съвкупност от 32 различни типа фотоволтаици) позволи задълбочена оценка на различните типове фотоволтаици при уникални космически условия. Чрез тестването на 32 варианта изследователите успяха да определят най-ефективните и стабилни материали, особено при екстремни промени в околната среда. Като например слънчевите изригвания. Галиево-арсенидните клетки се отличиха със своята стабилност и постоянна ефективност, което потвърждава техните предимства за космически приложения.

И накрая е проектът DOLCE (Deployable on-Orbit ultraLight Composite Experiment). Той изследва потенциала на една лека, разгърната структура, предназначена да поддържа както слънчеви клетки, така и устройства за пренос на енергия. Въпреки че разгръщането срещна някои пречки, експериментите предоставиха ценни уроци за бъдещото разработване на модулни космически структури. Очаква се тези структури ефективно да се разгръщат в орбита и да формират основата на бъдещи станции за събиране на слънчева енергия в космоса. Заедно тези три иновации подчертават напредъка, постигнат в посока на реализирането на космическата слънчева енергия като жизнеспособен възобновяем източник.

Дали бъдещето на слънчевата енергия е в космоса?

Успехът на мисията SSPD-1 поставя основите на потенциалната трансформация на фотоволтаичната енергия. Доказвайки, че е възможно слънчевата енергия да се улавя директно в космоса и да се предава безжично към Земята, тази технология обещава да бъде чист, постоянен и неизчерпаем източник на електроенергия. За разлика от земните слънчеви системи, които са ограничени от циклите ден/нощ, сезоните и климатичните условия, космическата слънчева енергия се възползва от непрекъснатото слънчево излъчване. Това означава, че тя може да генерира осем пъти повече енергия, отколкото слънчевите инсталации на Земята. По този начин тя предлага потенциално безценно решение на глобалната енергийна криза и предизвикателствата, свързани с изменението на климата.

Стремежът към разгръщане на съзвездие от модулни космически апарати за улавяне и предаване на слънчева енергия открива възможности за достъп до електроенергия независимо от географското положение и наземната инфраструктура. Тази визия би могла също така радикално да промени световните енергийни мрежи, като направи енергията достъпна дори в най-изолираните региони. Както и в тези, засегнати от природни бедствия. Тази технология обещава да повиши енергийната устойчивост, като диверсифицира енергийните източници и сведе до минимум рисковете, свързани с концентрираните енергийни инфраструктури.

Президентът на Калифорнийския технологичен институт Томас Ф. Розенбаум, професор по физика, заяви в съобщение за пресата:

„Слънчевата енергия, излъчвана от космоса в търговски мащаб и осветяваща цялото земно кълбо, все още е далечна перспектива. Но тази важна мисия показа, че това е постижимо в близкото бъдеще“.