Orbitalne panele słoneczne. 5 technologii, które będą zasilać ludzkość
- 5 sposobów na produkcję energii, które mogą być naszą przyszłością
- Orbitalne panele słoneczne
- Gorąca magma
- Energia z odpadów nuklearnych
- Energetyczne glony
Orbitalne panele słoneczne
Panele słoneczne są zaliczane do odnawialnych źródeł energii. Przekształcają one światło słoneczne na energię elektryczną, wykorzystując zjawisko fotowoltaiczne. Nie zanosi się na to, by słonecznych fotonów mogło nam z najbliższej przyszłości zabraknąć, więc urządzenia te wydają się idealnymi źródłami energii przyszłości.
Niestety cieniem, i to w sensie dosłownym kładzie się na nich czas, gdy Słońce nie świeci. W nocy panele fotowoltaiczne po prostu nie działają. I pominę z litości czeski pomysł, by wtedy oświetlać je sztucznymi źródłami światła. Dodatkowo ich wydajność jest raczej niewielka, więc by otrzymać rozsądna ilość energii muszą zająć spory obszar planety. Wspomnieć jeszcze trzeba o konieczności ich czyszczenia, bo wystarczy trochę kurzu, by wydajność paneli słonecznych znacząco spadła. Dlatego łazik marsjański Curiosity jest zasilany generatorami radioizotopowymi – tam czyszczenie baterii słonecznych jest problemem.
A jednak jest sposób, by wszystkie te wady zniwelować. Wydaje się on tak oczywisty, że aż dziwne, że do tej pory nie doczekaliśmy się jego realizacji w wielkiej skali. Otóż wystarczy umieścić elektrownię słoneczną w kosmosie. W próżni (raczej) nie ma kurzu, więc odpada konieczność czyszczenia paneli. Zastosowanie odpowiedniej orbity sprawi, że będą one w zasięgu Słońca przez całą dobę.
Obszar zajęty przez odpowiednią liczbę paneli w przestrzeni kosmicznej nie ma większego znaczenia. Dodatkowo ich wydajność znacznie wzrośnie, gdyż nie dotyczyć ich będzie efekt pochłaniania światła słonecznego przez atmosferę. Orbitalne baterie fotowoltaiczne mogłyby dostarczać przez cały czas spore ilości energii, jednocześnie nie zajmując ani metra miejsca na Ziemi.
Jak dotąd, ich użycie zostało jednak ograniczone do zasilania statków i stacji kosmicznych. Musi więc istnieć jakieś ograniczenie, którego nie możemy na razie pokonać. Najpoważniejszym problemem wydaje się być przesłanie pozyskanej energii na Ziemię. Użycie kabla nie wchodzi w rachubę. Jeśli założymy umieszczenie paneli na orbicie geostacjonarnej, odległość jest tak ogromna, że nawet cienki przewód ważyłby tysiące ton.
Naukowcy, którzy na serio zajmują się projektami orbitalnych elektrowni słonecznych, postulują użycie przesyłu bezprzewodowego, na przykład mikrofal lub pól elektromagnetycznych. Energia elektryczna miałaby być w tej postaci odbierana przez ziemskie anteny i konwertowana z powrotem na prąd elektryczny. Straty energii w konwersjach wydają się nieuniknione, ale na obecną chwilę chyba nie ma lepszego sposobu.
Dodatkowo na drodze stoją obecne możliwości technologii kosmicznej. Aby uzyskać dużą moc, potrzebne będzie umieszczenie sporej ilości paneli słonecznych na orbicie. Razem mogłyby one tworzyć megastruktury o powierzchni nawet dziesiątek kilometrów kwadratowych. Skonstruowanie takiego czegoś wymagałoby setek, a może nawet tysięcy lotów dostarczających pojedyncze moduły. Na orbicie musiałyby pracować roboty, by w ogóle taki montaż był możliwy.
Wraz z rozwojem techniki zapewne stanie się to możliwe, a być może pójdziemy krok dalej. Redukcja kosztów lotów kosmicznych, która stała się możliwa dzięki technologiom opracowanym przez SpaceX, może temu znacznie pomóc. Na razie jednak pozostaje nam budowanie paneli słonecznych na Ziemi i dopracowywane systemów ich czyszczenia.
