Az Egyesült Királyság 2035-ig naperőművet akar építeni az űrben

Az Egyesült Királyság kezdi komolyan venni a napenergia űrben történő hasznosítását, és szakértők úgy gondolják, hogy 2035-re Föld körüli pá...

Az Egyesült Királyság kezdi komolyan venni a napenergia űrben történő hasznosítását, és szakértők úgy gondolják, hogy 2035-re Föld körüli pályára kerülhet egy naperőmű.

Több mint 50 brit technológiai szervezet, köztük olyan nehézsúlyúak, mint az Airbus repülőgépgyártó, a Cambridge-i Egyetem és a műholdgyártó SSTL, csatlakozott az Egyesült Királyság Űrenergia Kezdeményezéséhez, amely tavaly indult egy űralapú naperőmű fejlesztési lehetőségeinek feltárására.

A kezdeményezés úgy véli, hogy az űrből származó villamos energia segítheti az Egyesült Királyságot abban, hogy 2050-re a elérje a nulla üvegházhatású gázkibocsátásra vonatkozó célkitűzését, ami költséghatékonyabb megoldás lenne, mint sok meglévő technológia.

A szén-dioxid-kibocsátás teljes leállítására vonatkozó követelmény a század közepéig része a klímaváltozás előrehaladásának megállítására irányuló globális erőfeszítéseknek, amelyeket az ENSZ COP 26 csúcstalálkozóján körvonalaztak, amelyre Glasgow-ban 2021 novemberében került sor.

A londoni Toward a Space Enabled Net-Zero Earth konferencián a kezdeményezés elnöke, Martin Soltau április 27-én kijelentette, hogy már létezik minden technológia, amely egy űralapú naperőmű fejlesztéséhez szükséges; a kihívást egy ilyen projekt terjedelme és mérete jelenti.

A kezdeményezés terveit a Frazer-Nash tanácsadó cég által az Egyesült Királyság kormánya részére tavaly készített kiterjedt mérnöki tanulmányra alapozzák.

"A tanulmány arra a következtetésre jutott, hogy ez technikailag megvalósítható, és nem igényel áttörést a fizika törvényei, új anyagok vagy alkatrésztechnológia terén," - mondta Soltau.

A kezdeményezés egy 12 évre szóló fejlesztési tervet hozott létre, amely szerint egy robotok által összeállított demonstrációs erőmű már 2035-ben gigawatt mennyiségű energiát sugározna az űrből a Földre, mondta Soltau.

A kezdeményezés a CASSIOPeiA nevű moduláris koncepciót vizsgálja, amelyet az International Electric Company brit mérnöki cég fejlesztett ki.

A keringő erőmű moduláris felépítése azt jelenti, hogy a demonstrációs fázis után bővíthető. Soltau szerint még a demonstrátor is óriási, több kilométer átmérőjű lenne, és 300 SpaceX Starship méretű rakéta kilövésére volna szükség, és 36 ezer kilométerre keringene bolygónk felett, állandó rálátással a Napra és a Földre.

"Az erőmű fő funkciója a napenergia összegyűjtése nagy, könnyű tükrökön keresztül, és az optikának a fotovoltaikus cellákra való koncentrálása, akárcsak a Földön," - mondta Soltau. "Egyenáramú villamos energiát állítanának elő, amelyet szilárdtestű rádiófrekvenciás teljesítményerősítőkön keresztül mikrohullámúvá alakítanának, és koherens mikrohullámú sugárban továbbítanák a Földre."

A CASSIOPeiA azonban sokkal több áramot termelne, mint bármely hasonló méretű földi naperőmű. Az Egyesült Királyságban a Földön elhelyezett napelemekhez képest egy ugyanolyan napelem az űrben több mint 13-szor több energiát lenne képes összegyűjteni, mondta Soltau.

Ráadásul egy űrben működő naperőmű nem szenvedne a Föld legtöbb megújuló energiatermelését sújtó időszakossági problémától. A Nap nem mindig süt bolygónkra, és a szél sem fúj állandóan. Ez azt jelenti, hogy alternatív villamosenergia-termelőket vagy akkumulátortárolókat kell felszerelni, hogy megelőzzék az áramszüneteket kedvezőtlen időjárás esetén. Az űr viszont egyenletes teljesítményt biztosítana.

Ráadásul még nem léteznek olyan technológiák, amelyek a villamosenergia-rendszert kizárólag földi megújuló energiára építenék.

"Az energiatárolási technológia még nem létezik megfelelő áron és méretben," - mondta Soltau. "Más technológiákra van szükségünk, mert nincs olyan tervünk, amely összeadódik. A nettó nulla nagyon nehéz lesz, és az űralapú napenergia érdekes lehetőséget kínálhat."

Az Egyesült Királyság jelenlegi villamosenergia-szükségletének több mint 40%-át megújuló energiával tudja fedezni, de Soltau szerint a tiszta energia iránti kereslet a következő három évtizedben megháromszorozódik, mivel a közlekedési és fűtési infrastruktúra felhagy a fosszilis tüzelőanyagok használatával.

Ahhoz, hogy a tengeri szélerőműparkok iránti keresletet kielégítsük, mely megújuló technológia jelenleg a legnagyobb mértékben járul hozzá az Egyesült Királyság energiamixéhez, "10 kilométer széles turbinasávra lenne szükség Nagy-Britannia teljes szárazföldi partja körül," Soltau szerint.

A keringő naperőműhöz szükséges földi infrastruktúra lábnyoma jóval kisebb lenne.

Az űrből származó energia fogadásához a rendszernek egy óriási földi antennára lenne szüksége, amelyet rectennának neveznek. A rectenna fogadja az űrből küldött mikrohullámú sugárzást, és egyenáramú elektromossággá alakítja, amelyet nagyfeszültségű átvitelre használnak fel.

"A rectenna olyan, mint egy nagy nyitott háló kis dipólantennákkal, és 7x13 kilométeresnek kell lennie," - mondta Soltau. "Ez nagyon nagy, de az Egyesült Királyságban egy egyenértékű napenergia-farm területének csak körülbelül 40%-át foglalná el."

Ugyanezen a konferencián felszólaló Andrew Ross Wilson, a skóciai Strathclyde-i Egyetem repülőgép- és űrmérnöki kutatója egyetértett abban, hogy az űrbe telepített naperőmű reális elképzelés.

"A koncepció az 1960-as évek óta létezik," - mondta, hozzátéve, hogy egy ilyen erőmű működőképességének kihívásai közé tartozik az a kérdés, hogy mi történne az óriási szerkezettel, miután eléri élettartama végét.

"Meg kell próbálnunk megvizsgálni a pályán belüli újrahasznosítást, hogy valóban egy körkörösebb gazdaság felé haladjunk," - mondta.

Lehet, hogy a közvélemény aggódik az ebből a sugárzó elektromosságból származó lehetséges sugárzás miatt, de Ross szerint a kockázat elhanyagolható.

"Valószínűbb, hogy több sugárzást kap a zsebében lévő telefonból, mint ha az egyik sugár alatt állna," - mondta.

Soltau hozzátette, hogy a terv támogatást kapott az Egyesült Királyság kormányában és az energiaszakértők körében is. (1)

(1) - https://www.space.com/space-based