Űrbe telepített napelemekkel kísérleteznek a nagyhatalmak

Az űrben működő napelemek nagy előnye földi társaikkal szemben, hogy tervezhetők úgy, hogy számukra sose menjen le a Nap. Arra pedig, hogy a megtermelt áramot - használatra - le kellene hozni a földre, a kínaiaknak volna egy ötletük.
Szabó M. István, 2019. március 15. péntek, 19:13
Fotó: cleantechnica.com

A napenergia űrben történő begyűjtésének sok előnye van: első sorban azért mert lényegesen jobb hatásfokú és nagyobb teljesítményű rendszerek építhetők, hogy a Föld légkörébe érkező napenergia 55-60 százaléka elvész a visszaverődések, a szennyezettség és más egyéb, az űrben nem létező tényezők miatt. De a légkörön kívül gyorsabban lehet az energiát begyűjteni, ráadásul lényegesen nagyobb az ideálisan használatba vehető termelő terület, és a cellákat úgy is lehet pozicionálni, hogy soha ne kerüljenek árnyékba - vagyis a napelemes erőművek folyamatosan termeljenek.

Az űr-napelem ötlete egyáltalán nem új, de a szaknyelvben csak SBSP-ként (Space-base Solar Power) hivatkozott elképzelésekkel van néhány, máig megoldatlan probléma is. Például az, hogy a telepítéshez előbb a rakományt fel kell juttatni az űrbe, amihez jó volna sokkal kisebb tömegű, összecsukható paneleket építeni, ráadásul a Föld körüli forgalomba - például a műholdakéba - be kellene illeszteni úgy, hogy a megtermelt áram keltette fizikai hatások ne okozzanak zavart. És hát ott van az is, hogy a megtermelt kapacitást valahogy le is kellene juttatni a Földre.

Kína már befordult a sarkon

A Cleantechnica most arról számolt be, hogy az SBSP ötlete annyira megtetszett Kínának, hogy Chongqing városában egy új kutatóközpont épülhet annak tanulmányozására, hogy a műholdakon generált napenergiát milyen módon lehetne mikrohullámokkal a Földre továbbítani. A projektről korábban a China Daily írta meg, hogy a Chongqing-i Egyetem kutatói a Kínai Űrtechnológiai Akadémia szakembereivel kiegészülve Bishan kerületében egy mintegy 13,5 hektáros kutatási területen térátviteli technológiákat, valamint azok hatásait fogják tanulmányozni. Vizsgálják azt is, hogyan hatnak a mikrohullámok az élő szervezetekre.

A százmillió jüanból (mintegy 4,2 milliárd forintból) egy-két év alatt megépülő alapbázison a tudósok speciális léggömbök segítségével tesztelik majd az energiaátviteli megoldásokat. Lesz mit, hiszen jelenleg a mikrohullámos energiatranszportálás hatótávolsága épp csak meghaladja a 100 métert. Ráadásul már ekkora távolságból is külön céltechnológia kell ahhoz, hogy pontosan helybe lehessen juttatni az energiapakkot - anélkül, hogy a cél környéki területeket a "megégés" fenyegetné.

Xie Gengxin, a kutatóintézet helyettes vezetője a lapnak elárulta: indulásként négy-hat összekötött léggömböt használnak majd annak szimulálására, hogy 1 kilométer magasságból hogyan lehet mégis megoldani az energiatovábbítást. A léggömbök napfényt gyűjtenek be, annak energiáját mikrohullámba csomagolva visszalövik a földön lévő fogadóállomásra, ahol azt visszaalakítják általánosan használható paraméterű villamos energiává. Ha a tesztek sikeresek lesznek, a kínaiak újabb léggömböket kötnek majd a - gyakorlatilag lebegő hálózatként és villámhárítóként funkcionáló - rendszerbe. Szerintük így lassan, felfelé haladva eljutnak majd a sztratoszférába is.

Egy csapásra megoldódna minden gond

A tudományt alapvetően azért érdekli az SBSP, mert a Föld túlnépesedési és energiafogyasztási előrejelzése szerint a 2013-ban az emberiség által fogyasztott 18 terrawattórányi (TWh) energia duplájára lehet szükség 2050-re. Ha viszont az űrből kiküszöbölhetők a napelemek földi körülményeknél meglévő gyengéi (köztük a felhők okozta termelési hatékonyságcsökkenés és az éjszakai termelési szünet is), és az energiatermelési illetve klímacélok is egy csapásra megoldhatónak tűnnek általa, érdemes ezt a kihívást vállalni és a lehetőségeit alaposan feltérképezni.

Más kérdés, hogy ezzel az űrkutatási versenynek is új dimenziója nyílik meg, hiszen a kínaiak mellett az amerikaiak, oroszok, japánok és indiaiak is erőteljes érdeklődést mutatnak az SBSP iránt. Valójában az sem garantált, hogy a projektek polgári életben használható hozadéka az elsődleges vonzerő; nehéz eltekinteni attól a kínálkozó lehetőségtől, amit egy precíziós energianyaláb-fegyver kifejlesztése jelenthet a hadipar számára.

Ezt a félelmet erősítheti az is, hogy már évekkel ezelőtt kiszámolták: az emberiség 2050-re jelentkező energiafogyasztási többletigényét a Földön is elő lehetne teremteni. Igaz, hogy 112 ezer négyzetkilométernyi napelemre volna szükség ahhoz, hogy a szükséges 17,4 TW termelőkapacitást elhelyezzék, de maga a lakatlan Szahara is 9,3 millió négyzetkilométeres.

Mehran Moalem, a Berkeley Egyetem fizikaprofesszora bő két éve a Quora oldalán levezette, hogy egy ilyen beruházás költsége úgy 5 billió dollár lenne. Hogy a világ egy éves gdp-jének tizede megérné-e mindezt? Moalem szerint más energiaformákban nincs jövő, és 20-30 év múlva mindent napenergia helyettesít majd.

HOZZÁSZÓLÁSOK
 

terabit, 2019.03.16 20:15

@Mekelekke: nos te pedig gondold végig, hogy a Hold felszínén elhelyezett prizmát meg lehet lőni a Földről 386000km tavolságból hobbi eszközökkel, illetve olyan szabályozási rendszereink vannak amelyek gyakorlatilag azonnal képesek reagálni barmilyen rendellenesség észlelése esetén.
A hozzászólások csak a Felhasználó véleményét tükrözik. Fórum moderációs elveinket itt olvashatja: https://www.napi.hu/info/adatvedelem.html

Mekelekke, 2019.03.16 18:56

@terabit: Egyszer nézd meg, hogy egy geostacionárius pálya 36.000 km-es távolságából mekkorának látszik a Föld felszínén az általad megálmodott 1-2 km2-nyi célterület.
És ha ez megvan, akkor gondold végig azt is, hogy mi van akkor, ha ezen brutális energiasugarat toló műholdnak nekimegy egy meteor vagy egy kis űrszemét és az energiasugár megrezdül egy icipicit.
A hozzászólások csak a Felhasználó véleményét tükrözik. Fórum moderációs elveinket itt olvashatja: https://www.napi.hu/info/adatvedelem.html

terabit, 2019.03.16 13:42

@Mekelekke: fél nm-re valóban megoldhatatlan feladat lenne, de nem kell több tízezer négyzet km sem, valószínűleg 1-2 négyzetkm terület elegendő lenne ahhoz:
- hogy ne főjjön meg alatta minden - ez fizika
- a pozícionálás sikeres legyen, ez pedig rendelkezésre álló technológia
A hozzászólások csak a Felhasználó véleményét tükrözik. Fórum moderációs elveinket itt olvashatja: https://www.napi.hu/info/adatvedelem.html

MLB2018, 2019.03.16 12:54

@Mekelekke: Szerintem bátran írj a Kínai Űrtechnológiai Akadémiának, hogy ne kísérletezgessenek, meg ne törjék a fejüket valami hülye újdonság kitalálásával, mert tök fölösleges. Minden jó ahogy most van.
Pluszban még javasolhatnál nekik, h mivel kellene foglalkozniuk a fölösleges tudóskodás helyett.
A hozzászólások csak a Felhasználó véleményét tükrözik. Fórum moderációs elveinket itt olvashatja: https://www.napi.hu/info/adatvedelem.html

Mekelekke, 2019.03.16 12:11

@gaszton42: "Ezt küszöbölné ki ez az elgondolás. "

Lószart küszöbölné ki. Az űrből nem lehet ennyire sok energiát fél négyzetméternyi felületre koncentrálni sem lézerrel, sem mikrohullámmal. A biztonsági távolságok (fentről irányított sugárnyaláb csekély átmeneti elmozdulása) betartása miatt képzelj el 100-500 kilométer átmérőjű területeket, ahonnan minden élőlényt el kell tüntetni. És most jelölj ki (majd pusztíts ki) egy-egy ekkora terültet Norvégiában, Finnországban, Japánban, stb...
Na még mindig túl drága szerinted az energia folyamatos szállítása pl az egyenlítő közeléből az északi országokba? Akár elektromos kábeleken, akár valamilyen fizikai formában (gáz, folyadék) csöveken vagy tartályhajókon.
A hozzászólások csak a Felhasználó véleményét tükrözik. Fórum moderációs elveinket itt olvashatja: https://www.napi.hu/info/adatvedelem.html