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
 

gabiiii, 2019.03.21 23:23

@terabit: Technikailag egész biztos lehetne valamilyen megoldást találni, de egyetértünk abban, hogy gazdaságilag egy katasztrófa lenne. Akkor már sokkal olcsóbb körbekábelezni a Földet és kialakítani egy globális méretű elektromos rendszert, mert valahol mindig süt a nap és fúj a szél.
A hozzászólások csak a Felhasználó véleményét tükrözik. Fórum moderációs elveinket itt olvashatja: https://www.napi.hu/info/adatvedelem.html

krix6, 2019.03.21 22:11

@terabit:
"Magyarul jó eséllyel soha nem térül meg."

Ha viszont mégis megtérülne és elterjedne jól fel lehetne vele fűteni a bolygót...
A hozzászólások csak a Felhasználó véleményét tükrözik. Fórum moderációs elveinket itt olvashatja: https://www.napi.hu/info/adatvedelem.html

terabit, 2019.03.21 20:03

@gabiiii: nem, nem ilyenek, ahhoz képest egy ilyen rendszer faék egyszerűségű.
A sugár nyílássszögével sem hiszem hogy probléma lenne, mitől? Mit szeretnél fókuszálni, vagy széttartót? Én fókuszálnám...

Aztán nézzük azt néhány GW-t..., szerinted mekkora ilyen eszközt lehet reálisan az űrben összerakni, 200-500nm? Lehet túlbecsültem. Viszont 2kW/nm-veszteségnél több nem fog kijönni, tehát egy 1MW erőmű már nem kisteljesítmény lenne az emberiségtől, de az nem sok mindent párologtat el... Viszont ebből fakadóan én a kritikát ezzel kezdeném, mert ez nem sok, geostacionárius pályán ez sem üzemel egész nap, nem geostacionáriuson, pedig a vevő nem lesz fix. Magyarul jó eséllyel soha nem térül meg. De ettől még megoldható lenne.
A hozzászólások csak a Felhasználó véleményét tükrözik. Fórum moderációs elveinket itt olvashatja: https://www.napi.hu/info/adatvedelem.html

gabiiii, 2019.03.21 16:38

@terabit: Ilyen szabályozási rendszerek működtek Fukushimában és Csernobilban, de ilyen volt az Uber biciklisen átgázoló autójában is.
Próbáld kiszámolni, hogy mekkora nyílásszögű lesz a sugár, ha 36000 kilométerről kell beletalálni egy két kilométeres körbe. Aztán számold ki, hogy ehhez mekkora sugárzó-antenna arány tartozik. Ha ez megvan, akkor egy reális antenna méretből kiindulva próbáld megtippelni, hogy a sugárzó hány másodperc alatt fog elpárologni néhány gigawatt teljesítménytől.
Arra tök jó az egész, hogy egy csomó pénzt belepumpáljanak a kutatásba, aztán vagy lesz belőle valami, vagy nem, vagy valami egészen más lesz. Fegyvernek is jónak tűnik, meg még arra is, hogy ezzel más hatalmakat költséges kutatásokra kényszerítsenek. De hogy energetikai problémákra nem megoldás, az szinte biztos.
A hozzászólások csak a Felhasználó véleményét tükrözik. Fórum moderációs elveinket itt olvashatja: https://www.napi.hu/info/adatvedelem.html

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