Звучи твърде хубаво, за да е истина: план за събиране на слънчева енергия от космоса и предаването й на Земята с помощта на микровълни. Но това е нещо, което може да се случи още през 2035 г., според Мартин Солтау, съпредседател на Инициативата за космическа енергия (SEI) – сътрудничество между индустрията и академичните среди.
SEI работи по проект, наречен Cassiopeia, който планира да постави съзвездие от много големи сателити във висока земна орбита. Веднъж разгърнати, сателитите ще събират слънчева енергия и ще я предават обратно на Земята. Той казва, че потенциалът е почти неограничен. „На теория може да достави цялата енергия на света през 2050 г.“, казва той. „Има достатъчно място в орбитата за слънчевите енергийни сателити и снабдяването с енергия от Слънцето е огромно.
Тясна ивица около геостационарната земна орбита получава повече от 100 пъти повече енергия годишно, отколкото се очаква да използва цялото човечество през 2050 г., казва г-н Солтау.
По-рано тази година правителството на Обединеното кралство обяви финансиране от £3 милиона за проекти за космическа слънчева енергия (SBSP) след инженерно проучване, проведено от консултантската компания Frazer-Nash, което заключи, че технологията е жизнеспособна.
SEI се надява да получи голяма част от тези пари. Сателитите му ще бъдат съставени от стотици хиляди малки, идентични модули, произведени във фабрики на Земята и сглобени в космоса от автономни роботи, които също ще извършват обслужване и поддръжка.
Слънчевата енергия, събрана от сателитите, ще бъде преобразувана във високочестотни радиовълни и излъчена към коригираща антена на Земята, която ще преобразува радиовълните в електричество. Всеки сателит може да достави около 2 GW мощност в мрежата, което прави всеки сателит сравним по изходна мощност с атомна електроцентрала. Тук на Земята слънчевата светлина се разсейва от атмосферата, но в космоса идва директно от слънцето без смущения. Така че базиран в космоса слънчев панел може да събере много повече енергия от подобен по размер такъв на Земята. Подобни проекти се разработват и на други места.
В САЩ, например, изследователската лаборатория на военновъздушните сили (AFRL) работи върху някои от критичните технологии, необходими за такава система, в проект, известен като Space Solar Power Incremental Demonstrations and Research (SSPIDR). Те включват подобряване на ефективността на слънчевите клетки, преобразуване на слънчеви в радиочестоти и формиране на лъчи, както и намаляване на големите температурни колебания на компонентите на космическите кораби и създаване на проекти за разгръщащи се структури.
В края на миналата година екипът успешно демонстрира нови компоненти за така наречената сандвич плочка, която се използва за преобразуване на слънчевата енергия в радиовълни. Микровълновите лъчи може да звучат тревожно, но е демонстрирано на Земята и е установено, че е ефективно и безопасно както за хората, така и за дивата природа. „Лъчът е микровълнов, така че е точно като wi-fi, който имаме през цялото време, и е с нисък интензитет, около една четвърт от интензитета на обедното слънце“, казва г-н Солтау.
Докато много от най-големите препятствия вече са преодолени, все още има потенциални проблеми. „Моето лично мнение за това е, че ни харесва да мислим, че технологията е налице, но все още не е напълно готова, за да се захванем с проект с такава сложност“, казва д-р Йована Радулович, преподавател по термодинамика в университета в Портсмут, която специализира в системи за възобновяема енергия. Тя отбелязва, че изстрелването на голям брой слънчеви панели в космоса ще бъде скъпо и като се има предвид, че всеки проект може да изисква стотици изстрелвания, това ще генерира много въглероден диоксид.
Но има повод за оптимизъм. Екологичен анализ на проекта Касиопея от университета в Стратклайд стигна до заключението, че като цяло, включително изстрелването, въглеродният отпечатък може да бъде само половината от този на земната слънчева енергия, около 24 g CO2 на киловатчас.
Междувременно, казва г-н Солтау, икономическата ситуация се подобрява през цялото време. „Разходите за пускане на пазара са паднали с 90% и продължават да падат, а това променя играта за икономиката“, казва той. „Второ, има реален напредък в дизайна на сателитите за слънчева енергия, така че те са много по-модулни, което осигурява устойчивост и намалени производствени разходи. Трето, имаме реален напредък в роботиката и автономните системи.“
С ограничено финансиране от правителството на Обединеното кралство SEI се надява да привлече частни инвестиции за някои от използваните технологии. Въпреки това, предупреждава д-р Радулович, предложеният график може да е прекалено оптимистичен. „Мисля, че със значителни инвестиции и целенасочени усилия в тази област, няма причина да не можем да поставим системата в действие като по-малки пилотни проекти в обозримо бъдеще“, казва тя. „Но нещо в голям мащаб – говорим за километри слънчеви масиви – би отнело значително повече време.“
