Rymdbaserad solenergi (SBSP) är en idé som alternativt har främjats och ignorerats sedan starten 1968. Ett SBSP-system är i grunden en satellit som består 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 deras nuvarande lönsamhet. Så låt oss dyka och upptäcka rymdbaserad solenergi för och nackdelar tillsammans med dess möjliga tillämpningar.
Rymdbaserad solenergi För- och nackdelar
Rymdbaserad solenergi (SBSP) är den process för att samla solenergi i yttre rymden och sänder det trådlöst till jorden. Den använder solpaneler installerade på satelliter med reflektorer eller uppblåsbara speglar som riktar solstrålning mot dem. Denna kraft strålas sedan mot jorden genom en laser eller mikrovågsugn. Här tas den emot via en rektenn (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
Space solenergi skiljer sig från olje-, gas-, etanol- och kolanläggningar som det släpper inte ut några växthusgaser in i atmosfären. I motsats till kol- och kärnkraftverk, kräver eller förlitar sig inte rymdsolenergi på begränsade tillgångar av 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 för solsystemets resurser att låsas upp.
3. Anställningsmöjligheter
Använda rymden solenergi kan skapa fler jobb, och hjälpa till att lösa problem med energisäkerhet och klimatförändringar genom att dra nytta av expertis inom flyg- och rymdindustrin.
4. Pålitlig
Mängden tillgänglig solenergi är enorm, och den är tillgänglig dygnet runt, något som inte kan uppnås med solenergi på land och vindkraftsanläggningar. Den fungerar utan ansträngning utan att påverkas av total molntäckning, dagsljus eller vindhastighet. Att använda det innebär minskad eller inget beroende av oförutsägbara eller ovänliga länder för olja.
5. Säkrare
Space solenergi är fördelaktigt jämfört med kärnkraftverk eftersom det inte genererar giftigt avfall som måste förvaras säkert och övervakas i hundratals år. Det är bättre för miljön än kol och kärnbränsle eftersom det inte behöver skadlig gruvdrift.
6. Obegränsad
Här kommer nästa fördel från listan över rymdbaserade solenergiför- och nackdelar. Det kan göra länder oberoende när det gäller energi genom att minska beroendet av jordbaserade energikällor och därmed minska konkurrensen om begränsade resurser.
7. Bred räckvidd
Att använda rymdbaserad solenergi möjliggör möjlighet att exportera energi till vilken plats som helst över hela världen. Denna energi kan sedan anpassas för att uppfylla lokala krav, som att producera metanol i områden som landsbygden i Indien som saknar tillgång till el. En av dess potentiella tillämpningar är avsaltning av havsvatten. Den rymdbaserade solcellsanläggningen av samma storlek ger 13 gånger mer energi än en anläggning på marken av liknande storlek. Med detta når vi slutet av rymdbaserade solenergifördelar, låt oss läsa om nackdelarna.
Läs också: Utforska för- och nackdelar med lagring av solbatterier
Nackdelar of Rymdbaserad solenergi
1. Konstruktion
En stor nackdel med rymdbaserade solenergisatelliter är komplexiteten i att konstruera dem, speciellt när det gäller satelliter med stora strukturer. För att bygga stora satelliter krävs betydande mängder material som skjuts upp i rymden. Att montera, underhålla och byta ut dessa material är också avgörande över tiden. Det är en kostsam och tidskrävande periodisk process och med så höga kostnader verkar det opraktiskt.
2. Hög utvecklingskostnad
Utveckla rymden solenergi är en dyr process. Det är viktigt att jämföra kostnaderna för att utveckla rymdsolenergi med kostnaderna för att inte driva det. Att bygga dessa system i rymden är kostsamt eftersom ett stort antal uppskjutningar av rymdfärjor är nödvändiga för att bära allt material som krävs.
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 mer svårt och kostsamt att underhålla komponenterna i rymden. På jorden byts förstörda eller felaktigt fungerande solpanelkomponenter ut och återinstalleras inom några timmar eller dagar i stort. Men detta görs inte lika lätt i rymden.
Se även: Förstå specifikationerna för solpaneler och hur man läser dem
4. Potentiell fara
Solpaneler i rymden står inför många faror, inklusive rymden skräp, asteroider, damm och stark (ofiltrerad) strålning från solen. Alla dessa utgör potentiell skada för 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. Detta behöver återigen ersättas vilket kräver att material skjuts ut i rymden, vilket leder till mer kostnader. Detta är en av de stora nackdelarna i listan över rymdbaserade solenergiför- och nackdelar.
6. Snabb nedbrytning
Ocuco-landskapet nedbrytning 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 innebära risker. Det inkluderar också betydande förlust av energi 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 rymdfarkost 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 import
3. Miljövänliga lanseringsfordon till låg kostnad
Uppskjutningsfordon som är designade för engångsbruk har varit kostsamma och när de används ofta kan de bidra till föroreningar i atmosfären. Men flera privata företag är för närvarande arbetar med att utveckla billigare och återanvändbara bärraketer som en lösning på dessa frågor.
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. Stora tillämpningar av SBSP är att kraftrymdinfrastruktur, satelliter, rovers och rymdfarkoster.
2. Byt ut fossilt bränsle kraftverk som ett reservenergikälla under tider då vind- och solproduktionen är låg.
3. Andra potentiella tillämpningar inkluderar tillhandahållande av färskvatten genom processen för avsaltning av havsvatten.
4. Airbus vill använda solenergi som produceras i rymden för att bidra till att minska flygets höga koldioxidavtryck. Det kommer inte att eliminera användningen av fossila bränslen i flygplan, men det kan minska mängden växthusgaser som släpps ut av flygplan. Det kan möjligen öka flygplanens räckvidd i framtiden.
5. Det kan användas för att producera flytande ämnen som har enorm potential som industriella kemikalier, 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 stora användningsområden för automatisk gatubelysning
Future of Space Based Solar Power System
Solenergi från rymden är ett möjligt alternativ, och om den utökas kan den erbjuda oss en riklig energikälla. Men det är också otroligt utmanande. För att minska de höga kostnaderna för att skicka solpaneler till rymden måste tillverkare avsevärt minska sin vikt genom stora framsteg. Förbättrade tunnfilmssolpaneler kan hjälpa.
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 endast 22,000 XNUMX kvadratkilometer solpaneler, motsvarande området Lake Michigan, skulle hela USA ha tillräckligt med el, enligt uppgifter från den amerikanska regeringen.
Tillgången på fossila bränslen är begränsad, och de är känsliga för utarmning någon gång i en nära framtid. Forskning och investeringar banar väg för en ljus framtid för SBSP-systemet som skulle vara ett realistiskt och genomförbart alternativ. Även om det finns ett antal rymdbaserad solenergi för och nackdelar, att fortfarande försumma en möjlig energilösning skulle inte vara ett klokt beslut.
Rekommenderas: Hur man hanterar Gexa energiavbrott
