Програма космічної сонячної енергії може стати важливим елементом чистої енергетики Європи

Космічна сонячна енергія: революційний крок у енергетиці Європи до 2050 року

Уявіть собі світ, де енергія приходить не лише від сонячних панелей на дахах будинків, а й з орбітальних масивів, що безперервно отримують сонячне світло. Згідно з новими дослідженнями, опублікованими в журналі Joule, космічна сонячна енергія може значно змінити енергетичну систему Європи до 2050 року. Таке нововведення зменшить залежність Європи від вітряних і сонячних електростанцій на Землі на 80% та знизить загальні витрати на енергомережі на 7%-15%.

Дослідники змоделювали європейську енергосистему майбутнього, використовуючи два дизайни орбітальних сонячних масивів, розроблених NASA: Innovative Heliostat Swarm та Mature Planar Array. Хоча дизайн геліостату ще незрілий, він продемонстрував вищу продуктивність і потенціал перевершити наземні поновлювані джерела енергії. Тим часом плоский масив ближчий до готовності до використання, але менш економічний.

“У космосі ви потенційно можете розташувати сонячні панелі так, щоб вони завжди приймали сонячне світло, що означає, що виробництво енергії може бути майже безперервним у порівнянні з денним циклом на Землі”, — сказав старший автор Wei He з King’s College London. Він підкреслив, що орбітальні панелі також отримуватимуть більше сонячного випромінювання, ніж наземні системи.

Космічна сонячна енергія діятиме за принципом перетворення зібраної енергії на мікрохвилі, які занепромінюють на приймальні станції на Землі, де вона буде перетворена на електрику та інтегрована в існуючу інфраструктуру. Дизайн геліостату обіцяє великі перспективи, хоча плоский масив також може стати важливою можливістю для демонстрації в коротші терміни.

Економічні перспективи та виклики

Моделювання показало, що системи на основі геліостатів можуть зменшити залежність від вітру та сонця до 80%, скоротити використання батарей на понад 70%, а також значно знизити витрати, якщо вдасться досягти поставлених цілей розвитку. Щоб стати конкурентоспроможними за витратами, річні витрати системи повинні зменшитися до приблизно 14 разів дорожче, ніж наземні сонячні панелі для дизайну геліостату, та до 9 разів – для плоского масиву. Наразі ці витрати залишаються вищими на один-два порядки.

Дослідники стверджують, що узгоджений розвиток обох дизайнів максимально прискорить прогрес, з короткостроковою демонстрацією за допомогою плоских масивів, що підтримає довгострокове розгортання систем геліостатів. Серед головних викликів – великомасштабні тести бездротової передачі енергії, орбітальна збірка роботами і вирішення проблемних питань, таких як космічне сміття і деградація системи.