Rymdbaserad solenergi (SBSP) är en idé som har blivit alternativt marknadsförd och ignorerad sedan starten 1968. Ett SBSP-system är i grunden en satellit bestående av solpaneler som överför elektrisk energi från rymden till jorden. Det är en ren energikälla med en enorm kapacitet att tillgodose framtida energibehov. Det finns både positiva och negativa effekter av denna teknik som tynger ner dess nuvarande livskraft. Så låt oss dyka ner och upptäcka för- och nackdelar med rymdbaserad solenergi tillsammans med dess möjliga tillämpningar.
Rymdbaserad solenergi För- och nackdelar
Rymdbaserad solenergi (SBSP) är processen att samla in solenergi i rymden och trådlöst överföra den till jorden. Den använder solpaneler installerade på satelliter med reflektorer eller uppblåsbara speglar som riktar solstrålning mot dem. Denna energi strålas sedan mot jorden genom en laser eller mikrovågsugn. Här tas den emot via en rectenna (en mikrovågsantenn).
Enligt National Space Society har SBSP potential att överträffa alla andra förnybara energikällor tillsammans. Det kan ge stora mängder energi med minsta miljöpåverkan.
För att bättre förstå konceptet och dess möjlighet att uppfylla våra energikrav, låt oss lära oss mer om de rymdbaserade solenergifördelarna och nackdelarna i detalj.
Fördelar med Rymdbaserad solenergi
1. Ren energikälla
Rymdsolenergi skiljer sig från olje-, gas-, etanol- och kolkraftverk eftersom den inte släpper ut några växthusgaser i atmosfären. Till skillnad från kol- och kärnkraftverk kräver inte rymdsolenergi begränsade tillgångar på sötvattenresurser.
Solenergi från rymden konkurrerar inte med andra energikällor som bioetanol eller biodiesel för jordbruksmark som gradvis börjar bli knapp. Dessutom är det inget beroende av naturgasbaserade gödselmedel.
2. Enkel transport
Att använda solenergi från rymden kan skapa en tillräckligt stor efterfrågan för att utveckla ett billigt sätt att transportera saker till rymden. Genom att göra det kommer den ekonomiska potentialen i solsystemets resurser att frigöras.
3. Anställningsmöjligheter
Att använda solenergi i rymden kan skapa fler jobb och bidra till att lösa problem med energitrygghet och klimatförändringar genom att dra nytta av expertisen inom flyg- och rymdteknik.
4. Pålitlig
Mängden tillgänglig solenergi i rymden är enorm, och den är tillgänglig dygnet runt, något som inte kan uppnås med sol- och vindkraftsanläggningar på land . Den fungerar utan ansträngning utan att påverkas av totalt molntäcke, dagsljus eller vindhastighet. Att använda den innebär minskat eller inget beroende av oförutsägbara eller ovänliga länder för olja.
5. Säkrare
Rymdenergi från solenergi är fördelaktig jämfört med kärnkraftverk eftersom den inte genererar giftigt avfall som måste lagras och övervakas säkert i hundratals år. Den är bättre för miljön än kol och kärnbränslen eftersom den inte kräver skadlig gruvdrift.
6. Obegränsad
Här kommer nästa fördel från listan över för- och nackdelar med rymdbaserad solenergi. Det kan göra länder oberoende energimässigt genom att minska beroendet av jordbaserade energikällor och därmed minska konkurrensen om begränsade resurser.
7. Bred räckvidd
Att använda rymdbaserad solenergi möjliggör export av energi till vilken plats som helst över hela världen. Denna energi kan sedan anpassas för att uppfylla lokala behov, som att producera metanol i områden som landsbygden i Indien där det saknas tillgång till elektricitet. En av dess potentiella tillämpningar är avsaltning av havsvatten. Rymdbaserade solkraftverk av samma storlek ger 13 gånger mer energi än en markbaserad anläggning av liknande storlek. Med detta når vi slutet på fördelarna med rymdbaserad solenergi, låt oss läsa om nackdelarna.
Läs också: Utforska för- och nackdelar med solcellsbatterilagring
Nackdelar of Rymdbaserad solenergi
1. Konstruktion
En stor nackdel med rymdbaserade solenergisatelliter är komplexiteten i att konstruera dem , särskilt när det gäller satelliter med stora strukturer. För att bygga stora satelliter behövs betydande mängder material för att kunna skjutas upp i rymden. Att montera, underhålla och ersätta dessa material är också avgörande över tid. Det är en kostsam och tidskrävande periodisk process och med så höga kostnader verkar det opraktiskt.
2. Hög utvecklingskostnad
Att utveckla solenergi i rymden är en dyr process. Det är viktigt att jämföra kostnaderna för att utveckla solenergi i rymden med kostnaderna för att inte fortsätta med den. Att bygga dessa system i rymden är kostsamt eftersom ett stort antal rymdfärjeuppskjutningar är nödvändiga för att transportera allt nödvändigt material.
För den låga kostnaden: 4,000 4 ton (9,000M kg) x $36 80,000 lanseringskostnad per kg uppskattas den till cirka 80 miljarder dollar. För 43,000 3.4 ton (XNUMX miljoner kg) x $ XNUMX XNUMX lanseringskostnad per kg uppskattas den till cirka XNUMX biljoner dollar.
3. Högt underhåll
Att skicka solenergi från rymden till jorden är dyrt, men det är svårare och dyrare att underhålla komponenterna i rymden. På jorden byts ut och installeras om trasiga eller felaktigt fungerande solpanelkomponenter inom loppet av några timmar eller dagar i allmänhet. Men detta är inte lika enkelt att göra i rymden.
Se även: Förstå specifikationerna för solpaneler och hur man läser dem
4. Potentiell fara
Solpaneler i rymden står inför många faror, inklusive rymdskrot , asteroider, damm och stark (ofiltrerad) strålning från solen. Alla dessa kan potentiellt skada det rymdbaserade solsystemets integritet.
5. Kort livslängd
Solpaneler i rymden har en kortare livslängd på grund av den hårda rymdmiljön jämfört med solpaneler på jorden. Även detta behöver bytas ut, vilket kräver att material skjuts upp i rymden, vilket leder till mer kostnader. Detta är en av de största nackdelarna i listan över för- och nackdelar med rymdbaserad solenergi.
6. Snabb nedbrytning
Nedbrytningen av solpaneler i rymden är betydligt högre än nedbrytningen av solpaneler på jorden, cirka åtta gånger högre.
7. Slöseri
Transport av energi till jorden kan medföra risker . Det innebär också betydande energiförluster under transportprocessen.
Krav för Space Solar Power
För att rymdsolenergi ska bli verklighet är det viktigt att ha den nödvändiga tekniken och infrastrukturen på plats.
1. Enkel och effektiv kraftöverföring
Det är viktigt att utvärdera kraftöverföringen från satelliter till jordens yta, med minimal miljöpåverkan.
2. Storskalig konstruktion och drift i omloppsbana
Solenergisatelliter kräver en stor storlek för att samla in en betydande mängd energi, mycket större än den internationella rymdstationen (ISS) , som för närvarande är den största rymdfarkosten som någonsin byggts. Dessa satelliter kommer dock att vara mindre komplexa än ISS eftersom de kommer att bestå av många identiska delar.
Läs också: USA-tillverkade vind- och solkomponenter nu billigare än importerade
3. Miljövänliga lanseringsfordon till låg kostnad
Uppskjutningsfarkoster som är konstruerade för engångsbruk har varit dyra, och när de används ofta kan de bidra till föroreningar i atmosfären. Flera privata företag arbetar dock för närvarande med att utveckla billigare och återanvändbara uppskjutningsfarkoster som en lösning på dessa problem.
Rymdbaserade solenergiapplikationer
Under kontinuerlig forskning under flera år tror forskarna att SBSP kan användas på olika sätt, men framför allt inom elproduktion och rymdtillämpningar.
1. De viktigaste tillämpningarna av SBSP är att driva rymdinfrastruktur, satelliter, rovers och rymdfarkoster.
2. Ersätt kraftverk med fossila bränslen som reservenergikälla under tider då vind- och solenergiproduktionen är låg.
3. Andra potentiella tillämpningar inkluderar tillhandahållande av färskvatten genom avsaltning av havsvatten.
4. Airbus vill använda solenergi producerad i rymden för att minska flygets höga koldioxidavtryck. Det kommer inte att eliminera användningen av fossila bränslen i flygplan, men det skulle kunna minska mängden växthusgaser som släpps ut från flygplan. Det skulle möjligen kunna öka flygplanens räckvidd i framtiden.
5. Det kan användas för att producera flytande ämnen med enorm potential som industrikemikalier, bränslen, byggmaterial eller produkter, enligt chefen för Liquid Sunlight Alliance på Caltech.
Efter att ha lärt oss om rymdbaserad solenergi för och nackdelar och dess tillämpning, låt oss ta reda på vad som är framtiden för SBSP-systemet.
Se även : 5 viktiga användningsområden för automatisk gatubelysning
Future of Space Based Solar Power System
Solenergi från rymden är ett möjligt alternativ, och om det utökas kan det erbjuda oss en riklig energikälla. Det är dock också otroligt utmanande. För att minska den höga kostnaden för att skicka solpaneler till rymden måste tillverkare avsevärt minska sin vikt genom stora framsteg. Förbättrade tunnfilmssolpaneler kan hjälpa till.
Forskare och rymdforskare arbetar för att generera en bibehållen och exakt stråle som kan garantera konsekvent kraft tillsammans med stabiliserande satelliter. Länder vidtar redan åtgärder för att göra denna teknik operationell så snart som möjligt.
1. porslin
- Redan 2021 lanserade en liten solsatellit i stratosfären för att utnyttja energin från rymdbaserade solenergisystem.
- Man planerar att generera cirka 1 megawatt energi till 2030 och till 2050 utveckla en kommersiellt gångbar rymdbaserad solcellsanläggning.
2. japan
- Forskare har haft framgång med att överföra elektrisk kraft trådlöst genom mikrovågor, vilket är ett stort framsteg.
- SBSP-system är en del av deras framtida rymdutforskningsvisioner.
3. Förenta staterna
- $100 miljoner partnerskap mellan US Air Force Research Laboratory och Northrop Grumman för att främja SBSP-teknik.
- 17.5 miljoner dollar Space Solar Power Initiative för att utveckla SBSP-teknik och generera kraft till en lägre kostnad.
- Undersöker återanvändbara uppskjutningssystem för att minska monterings- och lanseringskostnaderna för SBSP.
- Genom att använda ny teknik har SPS-ALPHA MARK-II-konceptet avancerade SBSP-projekt som är ekonomiskt genomförbara.
Förnybara energikällor har potential att möta världens energibehov på jorden. Med bara 22 000 kvadratkilometer solpaneler , motsvarande Michigansjöns yta, skulle hela USA ha tillräckligt med el, enligt uppgifter från den amerikanska regeringen.
Tillgången på fossila bränslen är begränsad och de riskerar att utarmas någon gång inom en snar framtid. Forskning och investeringar banar väg för en ljus framtid för SBSP-systemet, vilket skulle vara ett realistiskt och genomförbart alternativ. Även om det finns ett antal för- och nackdelar med rymdbaserad solenergi , vore det inte klokt att ändå försumma en möjlig energilösning.
Rekommenderas: Hur man hanterar ett strömavbrott hos Gexa Energy
