На Землі сонячні панелі мають сенс тільки вдень і в ясну погоду, але у відкритому космосі ця технологія могла б проявити себе на повну. Автори дослідження, опублікованого в журналі Joule, підрахували, що космічна сонячна енергетика могла б до 2050 року знизити загальні витрати на енергосистему Європи на 7–15%. Але тільки в тому випадку, якщо вдасться знизити витрати на створення космічних сонячних ферм.
Вперше ідея розміщувати сонячні панелі в космосі була запропонована в 1968 році, пише EurekAlert, але до недавнього часу вона була технічно і економічно нездійсненною. Сьогодні космічна сонячна енергетика активно розвивається в Китаї, Індії, Японії, Росії, США і Великобританії. Вона полягає в тому, щоб побудувати на орбіті гігантські сонячні парки, які будуть поглинати промені і передавати на Землю енергію у вигляді мікрохвиль. Мікрохвилі, перетворені в електрику, будуть надходити в існуючу інфраструктуру електромереж.
«У космосі є можливість розміщувати сонячні панелі так, щоб вони завжди були звернені до Сонця, що означає практично безперервну генерацію електроенергії в порівнянні з денним графіком на Землі, — сказав Хе Вей з Королівського коледжу Лондона, старший автор дослідження. —І, оскільки це космос, рівень сонячної радіації там вищий, ніж на поверхні Землі».
Автори дослідження вперше розглянули проблему космічної енергетики в контексті переходу до повноцінної енергосистеми, щоб потім можна було б приступити до фази випробувань і опрацювання правових норм.
Для того щоб встановити, чи може космічна сонячна енергетика сприяти досягненню Європою мети нульового рівня викидів парникових газів, група використовувала моделі європейської енергосистеми на 2050 рік. Спочатку вони спрогнозували річні витрати і оцінили потенціал двох проектів космічних сонячних електростанцій НАСА — Innovative Heliostat Swarm і Mature Planar Array. Перший знаходиться на ранній стадії розробки, але має вищий потенціал безперервного збору сонячної енергії, тоді як простіший масив плоских решіток в Mature Planar Array ближче до стану технічної готовності, але може збирати сонячну енергію лише близько 60% часу.
Потім дослідники порівняли сценарії з використанням космічної сонячної енергії і без неї, щоб перевірити, чи може ця технологія доповнити або перевершити інші джерела відновлюваної енергії в Європі. Вони виявили, що планарна конструкція менш економічна, ніж наземна відновлювана енергія у всіх сценаріях. Зате проект з використанням геліостатів — приладів для обертання площини панелі відносно сонячних променів — до 2050 року перевершить за ефективністю і вартістю вітрову і сонячну енергію.
Ця конструкція може знизити сукупні витрати на енергосистему на 7–15%, перевершить за ефективністю вітрову та сонячну енергетику на 80% і скоротить споживання енергії акумуляторів більш ніж на 70% (хоча в деяких регіонах водневі системи зберігання енергії будуть як і раніше життєво важливими в зимові місяці).
Однак, щоб забезпечити економічну ефективність, річні витрати на систему Heliostat повинні бути знижені приблизно в 14 разів у порівнянні з передбачуваною вартістю наземних сонячних панелей до 2050 року. Поки що витрати на космічну сонячну енергію на 1-2 порядки перевищують точку беззбитковості.
ІТ-новини, інновації, штучний інтелект, гаджети, наукові відкриття та стартапи, що змінюють світ. Усе про сучасні технології та цифрове майбутнє — читайте в розділі «Технології».