Według badaczy z Caltech, niefiltrowane światło słoneczne w kosmosie generuje 8 razy więcej energii niż panele słoneczne na Ziemi. Szansa na wykorzystanie obfitej, czystej energii z kosmosu staje się możliwa dzięki udanej demonstracji zespołu badawczego z Caltech, któremu udało się przesłać energię z prototypu w kosmosie na Ziemię. Wysokie koszty budowy dużej infrastruktury w kosmosie nadal stanowią wyzwanie. Mimo to eksperci uważają, że energia słoneczna z kosmosu będzie gotowa do zasilania Ziemi do 2050 r. Według nich jest to konieczne, aby spełnić cele emisyjne określone w Porozumieniu paryskim.
Przesyłanie energii elektrycznej na Ziemię z paneli słonecznych w kosmosie to marzenie od dekady. Kosmiczna energia słoneczna jest postrzegana jako przyszłość czystej energii. Chociaż badania wciąż znajdują się w początkowej fazie, istnieje więcej szumu niż kiedykolwiek, jeśli chodzi o możliwość działania kosmicznych elektrowni słonecznych. Prototyp wystrzelony w kosmos z powodzeniem przesłał niewielką ilość energii na Ziemię, ogłosili naukowcy w tym miesiącu. To ważna, pierwsza tego typu, innowacyjna technologia.
W przestrzeni kosmicznej panele słoneczne pozyskują niefiltrowaną energię słoneczną bez zachodu słońca. Według Caltech, ten rodzaj ekspozycji pozwala im generować około 8 razy więcej energii niż panele słoneczne na Ziemi. Starszy analityk technologii w Centrum Lotów Kosmicznych NASA im. Goddarda, Nikolai Joseph, powiedział w oświadczeniu: „Trudno mi nie puścić wodzy fantazji, kiedy zaczynam na to patrzeć”. Ma to w sobie coś dziwnie uwodzicielskiego”.
Miejmy nadzieję, że będziemy w stanie wykorzystać i przesłać energię słoneczną z kosmosu na Ziemię, a potencjalnie nawet na Księżyc. To, jak szybko będzie to możliwe, zależy od badań, nad którymi Nikolai Joseph pracuje z kolegami z NASA . Demonstracja przeprowadzona przez Caltech była, według niego, przełomem i dodał: „Gdybyś zapytał mnie rok temu, czy to się stanie, powiedziałbym: »O nie, raczej nie«. A potem po prostu to zrobili, co jest niesamowite”.
Caltech z powodzeniem pokonał jedną z największych przeszkód technicznych w dziedzinie energii słonecznej w kosmosie: bezpieczne przesyłanie energii elektrycznej z kosmosu na Ziemię. W styczniu rakieta SpaceX wystrzeliła w kosmos statek kosmiczny z prototypem Caltech . Prototyp posiada ogniwa słoneczne i nadajniki, które przesyłają energię w różne miejsca. Ogniwa słoneczne przetwarzają światło słoneczne na energię elektryczną, która następnie jest przetwarzana na mikrofale i przesyłana bezprzewodowo. Oto oficjalny film , który pomoże lepiej zrozumieć ten proces.
Prototyp Caltech pomyślnie przesłał energię bezprzewodowo z kosmosu i odebrał ją na uniwersytecie zaledwie kilka miesięcy po pierwszym uruchomieniu. Na początku nadajnik emitował mikrofale, które były odbierane przez pobliskie układy receptorów, rozmieszczone w odległości około 30 cm od siebie. Układy te przekształcały mikrofale w prąd stały (DC), zasilający diody LED. Prototyp przesyłał energię do odbiornika na dachu laboratorium Caltech w Pasadenie w Kalifornii.
Ali Hajimiri , profesor inżynierii elektrycznej i medycznej kierujący zespołem Caltech, powiedział w komunikacie prasowym: „Oczywiście testowaliśmy go na Ziemi, ale teraz wiemy, że może przetrwać podróż w kosmos i tam działać. Z naszej wiedzy wynika, że nikt nigdy nie zademonstrował bezprzewodowego przesyłu energii w kosmosie, nawet przy użyciu drogich, sztywnych konstrukcji. Robimy to z elastycznymi, lekkimi konstrukcjami i naszymi własnymi układami scalonymi. To pierwsze tego typu osiągnięcie”.
Prezydent Caltech, Thomas F. Rosenbaum, powiedział: „Przejście na energię odnawialną, kluczowe dla przyszłości świata, jest dziś ograniczone przez wyzwania związane z magazynowaniem i przesyłem energii. Przesyłanie energii słonecznej z kosmosu to eleganckie rozwiązanie, które jest o krok bliżej realizacji dzięki hojności i dalekowzroczności państwa Brenów. Donald Bren przedstawił imponujące wyzwanie techniczne, które obiecuje niezwykłe korzyści dla ludzkości: świat zasilany nieprzerwaną energią odnawialną”.
Energia słoneczna pozyskiwana z kosmosu jest postrzegana jako przyszłość czystej energii. Projekt Kosmicznej Energii Słonecznej (SSPP) Caltech został stworzony w 2011 roku przez Donalda Brena , filantropa i dożywotniego członka Rady Powierniczej Caltech, po tym, jak dowiedział się o możliwościach wytwarzania energii słonecznej w kosmosie.
Zobacz także : Skytree zwiększa wydajność szklarni dzięki pochłaniaczom CO2 na stacji kosmicznej
Harry Atwater , dyrektor Liquid Sunlight Alliance i główny badacz projektu, powiedział: „Demonstracja bezprzewodowego przesyłu energii w kosmosie z wykorzystaniem lekkich konstrukcji to ważny krok w kierunku wykorzystania energii słonecznej w kosmosie i szerokiego dostępu do niej na całym świecie. Panele słoneczne są już wykorzystywane w kosmosie do zasilania na przykład Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, ale aby wystrzelić i rozmieścić wystarczająco duże układy, aby dostarczać energię na Ziemię, SSPP musi zaprojektować i stworzyć ultralekkie, tanie i elastyczne systemy przesyłu energii słonecznej”.
Na początku tygodnia rząd Wielkiej Brytanii ogłosił przeznaczenie 4.3 miliona funtów na finansowanie różnych projektów badawczych. Naukowcy z Queen Mary University w Londynie opracowują technologię bezprzewodową do przesyłania energii mikrofalowej z jednego miejsca do drugiego. Amerykańskie Laboratorium Badawcze Marynarki Wojennej przeprowadziło eksperyment z energią kosmiczną , przesyłając energię za pomocą wiązek laserowych do Międzynarodowej Stacji Kosmicznej.
Już w latach 1970. XX wieku NASA i Departament Energii (DOE) interesowały się energią słoneczną w kosmosie, ale jej wysokie koszty uniemożliwiały im realizację tego pomysłu. Xiaodong Chen , profesor inżynierii mikrofalowej na Uniwersytecie Queen Mary w Londynie, powiedział: „Nawet dzisiaj koszty są głównym problemem przy budowie tak dużej infrastruktury w kosmosie. Sytuacja ekonomiczna zaczyna się jednak zmieniać, ponieważ komercyjny przemysł kosmiczny obniża koszty startów. Najbardziej ambitnym jak dotąd harmonogramem jest przygotowanie tej technologii do zasilania domów i firm na Ziemi do 2050 roku”.
Jednak zgodnie z celami klimatycznymi określonymi w Porozumieniu paryskim, emisja gazów cieplarnianych musi zostać osiągnięta do 2050 r., a jej poziom musi zostać osiągnięty do zerowego poziomu netto. Według raportu Europejskiej Agencji Kosmicznej z 2022 r. na temat technologii, świat potrzebuje jak najwięcej energii odnawialnej i to jak najszybciej.
