Tím na Xidian University v čínskom Si-ane testuje technológiu, ktorá by raz mohla prenášať solárnu energiu z vesmíru na Zem. Ich zariadenie zatiaľ dokáže poslať energiu na vzdialenosť viac ako 100 metrov vzduchom, no vedci hovoria o omnoho ambicióznejšom cieli: o systéme, ktorý by pracoval na obežnej dráhe vo výške približne 36 000 kilometrov a odtiaľ dodával energiu späť na planétu.
The Chinese scientists hoping to use a space solar plant to power the world.
Tím vedie Fan Guanheng, docent na škole mechano-elektronického inžinierstva. Vedci používajú sústavu zrkadiel, solárnych panelov a mikrovlnného vysielača. Ich nedávne merania sa sústredili na to, ako dobre dokáže svetlo koncentrovať 4,8-metrové kupolovité zrkadlo zavesené na 75-metrovom vežiaku. Princíp, ktorý testujú, má podľa Fana tri kroky: zrkadlá sústredia slnečné svetlo na panely, panely vyrobia elektrinu a tá sa potom mení na mikrovlny, ktoré smerujú k rectenne, teda špeciálnej anténe na zachytenie energie.
Význam tejto práce presahuje samotný experiment v Si-ane. Ak by sa podobný systém podarilo spoľahlivo postaviť vo vesmíre, mohol by vyrábať energiu mimo atmosféry a posielať ju na Zem bez toho, aby bol odkázaný na deň, oblačnosť či počasie. Zatiaľ však ide o vývoj a overovanie dielov technológie, nie o hotovú elektráreň.
Prečo vedci uvažujú o energii z orbity
Záujem o solárnu elektrinu vo vesmíre vychádza z jednoduchej výhody: voľný prístup k slnečnému žiareniu bez atmosférických prekážok.
Snímka zobrazuje: The Chinese scientists hoping to use a space solar plant to power the world.
To je všeobecný technologický koncept, nie konkrétne tvrdenie z laboratória v Si-ane. Vo vesmíre by panely mohli teoreticky zachytávať energiu dlhšie a stabilnejšie než na povrchu Zeme.
Takýto systém by však musel zvládnuť viacero náročných krokov naraz. Nestačí vyrobiť elektrinu. Treba ju aj bezpečne a účinne preniesť na veľkú vzdialenosť a potom znovu premeniť na využiteľnú energiu na zemi.
Ako funguje prenos energie cez vzduch
Technológia, ktorú tím testuje, stojí na premenách energie.
Snímka zobrazuje: The technical hurdles and financial costs of beaming electricity from space to Earth are staggering, the project's chief says. Credit: Xidian.
Najprv sa slnečné svetlo sústredí na solárne panely. Tie vyrobia elektrickú energiu. Následne sa táto energia zmení na mikrovlny, ktoré putujú k prijímacej anténe.
V odbornom jazyku sa takýto prijímač nazýva rectenna, teda kombinácia „rectifying antenna“. Je navrhnutý tak, aby zachytil mikrovlnný signál a premenil ho späť na elektrinu. Práve v tejto časti rozhoduje účinnosť, stabilita a presné smerovanie lúča.
Čo ukázal test s 4,8-metrovým zrkadlom
Na júlové ráno, ktoré tím strávil meraním koncentrácie svetla, upozornil najmä veľký kupolovitý reflektor zavesený na 75-metrovom vežiaku. Zrkadlo s priemerom 4,8 metra má pomôcť sústrediť čo najviac slnečného žiarenia na panely. V takomto teste nejde o finálny systém pre vesmír, ale o overenie toho, či jednotlivé komponenty fungujú spolu podľa predstáv.
Pre inžinierov je to dôležitý krok. Každé percento účinnosti sa počíta, ak má technológia raz fungovať vo veľkom meradle. V praxi totiž treba minimalizovať straty pri každej premene, inak sa celý koncept stane príliš neefektívnym.
Prečo je tento nápad zaujímavý pre energetiku
Myšlienka vesmírnej solárnej elektrárne láka najmä preto, že by mohla priniesť stabilnejší zdroj energie než klasické pozemné solárne farmy. To je však stále širší technologický cieľ, nie výsledok, ktorý by už tím na Xidian University dosiahol.
Ak by sa podobný systém v budúcnosti podarilo vyvinúť, mohol by mať význam pre veľké energetické siete aj pre oblasti, kde je výroba elektriny z povrchu Zeme komplikovaná. Zostáva však otázka, či bude možné takýto projekt postaviť ekonomicky, bezpečne a v dostatočnej mierke.
Čo zatiaľ ostáva otvorené
Zdroj opisuje najmä experimentálnu fázu vývoja. Neponúka hotový plán, termín ani potvrdenie, že sa technológia čoskoro presunie na orbitu. To je dôležité rozlíšenie: tím testuje hardvér, ktorý by mohol byť súčasťou budúceho systému, nie hotové riešenie.
Najväčšie výzvy budú pravdepodobne v presnosti prenosu, účinnosti premeny energie a vo veľkosti celej infraštruktúry. Práve tieto otázky rozhodnú, či sa z dnešného experimentu stane reálna technológia pre vesmírnu energetiku alebo zostane len odvážnou inžinierskou víziou.
Na poskytovanie tých najlepších skúseností používame technológie, ako sú súbory cookie na ukladanie a/alebo prístup k informáciám o zariadení. Súhlas s týmito technológiami nám umožní spracovávať údaje, ako je správanie pri prehliadaní alebo jedinečné ID na tejto stránke. Nesúhlas alebo odvolanie súhlasu môže nepriaznivo ovplyvniť určité vlastnosti a funkcie.
Funkčné
Vždy aktívny
Technické uloženie alebo prístup sú nevyhnutne potrebné na legitímny účel umožnenia použitia konkrétnej služby, ktorú si účastník alebo používateľ výslovne vyžiadal, alebo na jediný účel vykonania prenosu komunikácie cez elektronickú komunikačnú sieť.
Predvoľby
Technické uloženie alebo prístup je potrebný na legitímny účel ukladania preferencií, ktoré si účastník alebo používateľ nepožaduje.
Štatistiky
Technické úložisko alebo prístup, ktorý sa používa výlučne na štatistické účely.Technické úložisko alebo prístup, ktorý sa používa výlučne na anonymné štatistické účely. Bez predvolania, dobrovoľného plnenia zo strany vášho poskytovateľa internetových služieb alebo dodatočných záznamov od tretej strany, informácie uložené alebo získané len na tento účel sa zvyčajne nedajú použiť na vašu identifikáciu.
Marketing
Technické úložisko alebo prístup sú potrebné na vytvorenie používateľských profilov na odosielanie reklamy alebo sledovanie používateľa na webovej stránke alebo na viacerých webových stránkach na podobné marketingové účely.
