Дослідження космічної сонячної енергії окреслює потенційну роль у чистому енергетичному майбутньому Європи
Космічна сонячна енергія: майбутнє енергетики Європи до 2050 року
У найближчі десятиліття космічна сонячна енергетика може суттєво змінити енергетичну систему Європи. Дослідження, представлене в журналі Joule, показує, що ця технологія здатна зменшити залежність від земних вітрових та сонячних генерацій до 80%, водночас знижуючи загальні витрати на енергетичну мережу на 7% до 15%.
Вчені моделювали енергетичну систему Європи у 2050 році, використовуючи два проекти орбітальних сонячних масивів, розроблені NASA: Innovative Heliostat Swarm та Mature Planar Array. Хоча дизайн геліостату менш зрілий, він демонстрував вищі показники продуктивності та потенціал перевершувати наземні відновлювані джерела енергії, тоді як планарний масив ближче до готовності до розгортання, але менш економічно ефективний.
“У космосі ви потенційно маєте можливість розташувати сонячні панелі так, щоб вони завжди були спрямовані на сонце, що означає, що виробництво електроенергії може бути майже безперервним у порівнянні з денним циклом на Землі,” зазначив старший автор Wei He з King’s College London. Він підкреслив, що орбітальні панелі також мають перевагу більш інтенсивної сонячної радіації, ніж наземні системи.
Космічна сонячна енергія працює шляхом передачі зібраної енергії у вигляді мікрохвиль до приймальних станцій на Землі, де вона буде перетворена в електрику та інтегрована в існуючу інфраструктуру. Незважаючи на те, що дизайн геліостату показує найбільший потенціал, планарний дизайн все ще може забезпечити критичні можливості демонстрації в коротші часові проміжки.
Моделювання показало, що системи на базі геліостату можуть зменшити залежність від вітру та сонця до 80%, скоротити використання батарей більше ніж на 70% та значно знизити витрати, якщо цілі розвитку будуть досягнуті. Проте, щоб стати конкурентоспроможними з точки зору витрат, річні витрати системи мають зменшитись до приблизно 14 разів від витрат на наземну сонячну енергетику для дизайну геліостату, і 9 разів для планарного масиву. На даний момент, витрати залишаються на один-два порядки вищими.
Дослідники стверджують, що скоординований розвиток обох проектів максимізує прогрес, причому короткострокові демонстрації з використанням планарних масивів підтримують довгострокове впровадження систем геліостатів. Серед ключових викликів залишаються масштабні тести бездротової передачі енергії, роботизоване збирання на орбіті та вирішення питань, пов’язаних з космічним сміттям та деградацією систем.
“Це перше дослідження, яке інтегрує космічну сонячну енергію у рамки енергетичної трансформації,” зазначив He. “Зараз ми на етапі, коли розпочинаємо тестування цієї ідеї на великому масштабі і починаємо обговорювати регуляцію та полі
