ایده پرتوهای خورشیدی از فضا پایین ممکن است مانند داستان های علمی به نظر برسد ، اما توسط تعداد فزاینده ای از دولت ها جدی گرفته می شود. تجزیه و تحلیل جدید نشان می دهد که می تواند هزینه تعهد صفر خالص 2050 اروپا را به میزان قابل توجهی کاهش دهد.
انرژی خورشیدی مبتنی بر فضا برای اولین بار در سال 1968 تصور شد اما عمدتاً در حاشیه بحث های سیاست انرژی باقی مانده است. با این حال ، به عنوان کشورهایی در سراسر جهان متعهد به کاهش سریع انتشار گازهای گلخانه ای بودند ، این ایده شروع به افزایش کشش کرد.
آژانس های فضایی در ایالات متحده ، اروپا ، ژاپن و چین اکنون به طور فعال هستند توسعه و آزمایش انرژی خورشیدی مبتنی بر فضا مفاهیم اما این فناوری هنوز هم نوپا و بسیار گران است ، که سؤالات جدی در مورد اینکه آیا واقعاً می تواند به اهداف خالص صفر کمک کند ، ایجاد می کند.
جدید تجزیه و تحلیل در جوی در پیش بینی اینکه آیا این فناوری می تواند بر اساس پیش بینی های فعلی ، در انتقال انرژی نقش داشته باشد ، چاقو می زند. محققان دریافتند که دو طرح که در حال حاضر در ناسا در حال توسعه است ، می تواند به طور بالقوه کمک کند. طبق این مقاله ، آنها حتی می توانند هزینه دستیابی به یک شبکه بدون کربن در اروپا را تا سال 2050 با 7 تا 15 درصد کاهش دهند.
وی ، نویسنده ارشد وی ، در کالج کینگ لندن ، در یک گفت: “این اولین مقاله ای است که انرژی خورشیدی مبتنی بر فضا را در چارچوب انتقال سیستم انرژی قرار می دهد.” مطبوعاتبشر “ما در حال حاضر در مرحله ای هستیم تا این ایده آسمان آبی را به آزمایش در مقیاس بزرگ منتقل کنیم و بحث در مورد تنظیم و سیاست گذاری را آغاز کنیم.”
اتحادیه اروپا متعهد شده است کاهش انتشار کلی کربن به صفر خالص تا سال 2050، این به معنای جایگزینی تقریباً تمام تولید انرژی سوخت فسیلی با منابع کم کربن مانند باد ، خورشیدی و انرژی هسته ای است.
این امر به تغییرات قابل توجهی در شبکه نیاز دارد ، که مهمترین آنها افزایش گسترده ای در است ذخیره انرژی ظرفیت مقابله با ماهیت متناوب تجدید پذیر. خورشیدی مبتنی بر فضا به طور بالقوه می تواند چیزها را ساده کند ، زیرا این امر به طور شبانه روزی قدرت را تأمین می کند.
وی می گوید: “در فضا ، شما به طور بالقوه این توانایی را دارید که پنل های خورشیدی را همیشه با خورشید روبرو کنید ، این بدان معنی است که تولید برق می تواند در مقایسه با الگوی روزانه روی زمین تقریباً مداوم باشد.” “و به دلیل اینکه در فضا است ، تابش خورشیدی از سطح زمین بالاتر است.”
این مطالعه جدید دو طرح را در حال توسعه در ناسا در نظر گرفته است که در سطوح مختلف پیچیدگی و آمادگی تکنولوژیکی قرار دارند. اولین مورد ، که به عنوان یک آرایه مسطح شناخته می شود ، در اصل یک ماهواره بزرگ با پانل های خورشیدی از یک طرف و تجهیزات است تا بتواند قدرت را به سمت زمین به شکل مایکروویو از طرف دیگر پرت کند. دوم طراحی پیشرفته تری است که به عنوان یک Swarm Heliostat شناخته می شود. این روش شامل گروهی از بازتابنده های قابل هدایت است که نور خورشید را به یک جمع کننده مرکزی هدایت می کند که سپس آن را به زمین می اندازد.
نویسندگان خاطرنشان می كنند كه طرح اول به طور قابل توجهی بالغ تر است ، و بنابراین احتمالاً می تواند زودتر مستقر شود. با این حال ، زیرا چهره انتقال دهنده باید به سمت زمین اشاره کند ، همیشه نمی تواند بهترین زاویه را برای جمع آوری نور خورشید حفظ کند. این بدان معناست که در طول یک سال ، فقط 60 درصد از زمان قادر به تولید قدرت است.
در مقابل ، Heliostat می تواند آینه های خود را برای حفظ جمع آوری بهینه نور خورشید تقریباً در همه زمان ها حرکت دهد. نویسندگان می نویسند ، اما این طرح بسیار بیشتر از تحقق دنیای واقعی است و ساختن آن به پیشرفت های بزرگی در توانایی ما در ساخت خودمختار آرایه ها در مدار با استفاده از روبات ها نیاز دارد.
با این حال ، علی رغم حالات توسعه جنینی ، ناسا پیش بینی کرده است که هر یک از این فناوری ها احتمالاً تا سال 2050 هزینه داشته باشد. محققان این پیش بینی ها را در برابر پیش بینی های مربوط به هزینه های انرژی تجدید پذیر در بازه های زمانی مشابه مقایسه کردند.
آنها دریافتند که در صورت کاهش هزینه های زیر 14 برابر هزینه 2050 پیش بینی شده برای انرژی خورشیدی ، خورشیدی مبتنی بر فضا از نظر تجاری قابل دوام خواهد بود. اگر هزینه ها به زیر 9 برابر کاهش یابد ، می تواند تقریباً تمام قدرت مورد نیاز اروپا را فراهم کند. این امر به این دلیل است که ، با وجود برچسب قیمت هنوز هم ، این ماهواره ها می توانند قدرت را در هر نقطه از قاره تقریباً شبانه روز پرتو کنند و به پس انداز بزرگی در زیرساخت های انتقال و ذخیره انرژی ترجمه می کنند.
بر اساس پیش بینی هزینه ناسا ، محققان دریافتند که طراحی Heliostat می تواند تا سال 2050 هزینه های کل سیستم انرژی را 7 تا 15 درصد کاهش دهد ، تا 80 درصد از تاسیسات باد و خورشیدی محدود به زمین جایگزین شود و میزان مصرف باتری را بیش از 70 درصد کاهش دهد. برخی از ذخیره های طولانی مدت هیدروژن ممکن است هنوز هم در ماه های زمستان قاره را مورد نیاز قرار دهند.
طراحی مسطح اقتصادی نخواهد بود ، اما محققان گفتند که سطح بلوغ بالاتر آن به این معنی است که هنوز هم باید به عنوان یک تظاهرات کننده فناوری دنبال شود که می تواند به اثبات این مفهوم کمک کند.
نویسندگان خاطرنشان می کنند که چالش های نظارتی و پذیرش عمومی ممکن است موانع قابل توجهی داشته باشد. ماهواره هایی که مایکروویوهای پر قدرت را به زمین می اندازند با نگرانی های قابل توجهی در مورد ایمنی همراه هستند و ممکن است ایستگاه های گیرنده به ترتیب چند کیلومتر مربع نیاز داشته باشند.
با این وجود ، این مطالعه یکی از اولین کسانی است که تجزیه و تحلیل مشخصی از پتانسیل فناوری برای کمک به مبارزه با تغییرات آب و هوایی ارائه می دهد. و با توجه به مقیاس چالشی که در حال حاضر با آن روبرو هستیم ، می توانیم با هر چه بیشتر گزینه های ممکن انجام دهیم.
