Energia
Avaruusperäiset Energiaratkaisut Loputtoman Puhtaan Energian Varten
Renewablejen Kasvattaminen
Hiilidioksidin poistaminen ja energiamme sähköistäminen riippuu tällä hetkellä uusiutuvista energialähteistä, erityisesti tuulivoimasta ja aurinkoenergiasta. Maalämpö ja ydinvoima voivat myös auttaa.
Valitettavasti jokainen näistä ratkaisuista kärsii joistakin rajoituksista:
- Maalämpö on edelleen melko epävarma suurten tuotantomäärien osalta ja riippuu epätasaisista paikallisista lämpöresursseista.
- Ydinvoima on epäsuosittu, tuottaa ydinjätettä ja vaatii paljon alkupääomaa. Tämä haittaa sen omaksumista, vaikka neljännen sukupolven ydinvoimalaitokset voivat ratkaista nämä ongelmat.
- Uusiutuvat energialähteet kärsivät epäjatkuvuudesta, mikä pakottaa vihreät sähköverkkorakentajat panostamaan valtaviin määriin akkuja ja muita energiatallennusmuotoja.
Aurinkoenergian osalta epäjatkuvuus näyttää välttämättömältä ominaisuudelta, kun Maapallo on puoliksi pimeänä. Tähän ongelmaan lisätään pilvisyys, joka voi radikaalisti vähentää teholähtöä viikoiksi tai jopa kuukausiksi maailman tietyillä alueilla, ja tämä ennen kuin keskustellaan pöly- tai lumen aiheuttamista ongelmista.
Mitä jos yritettäisiin välttää yö- ja ilmastongelmia asettamalla aurinkovoimalamme avaruuteen? Miten tämä toimisi? Onko muita keinoja maapallon sivilisaatioiden voimalla avaruudesta?
Avaruusperäinen Aurinkoenergia
Avaruusperäisen aurinkoenergian ensisijainen ominaisuus on, että kun voimalaitokset kiertävät Maata, ne voidaan asettaa radalle, joka ei ole koskaan Maan varjossa, tuottaen energiaa 24/7. Tämä kaksinkertaistaa tuotannon ja poistaa tarpeen akkuille maanpäällisissä aurinkovoimaloissa.
Yhdistettynä vähennetyksiin tuotantokatoksiin talvella tai pilvisyyden vuoksi, epäjatkuvasta aurinkoenergiasta tulee lähes täydellinen peruskuorma.
Toinen tekijä on, että ilmakehä absorboi suuren osan auringon valosta, jopa ilman pilviä. Maan kaltevuus ja pallonmuotoinen muoto vähentävät myös auringon säteilyä, joka osuu maanpintaan equatoriaalisella alueella.
Orbittaaliset aurinkopaneelit eivät kärsi näistä rajoituksista. Kiitos näiden tekijöiden yhdistelmästä, aurinkopaneeli orbissa voi tuottaa jopa 40-kertaisesti enemmän kuin maanpäällinen paneeli.
Miten Se Toimii?
Tiedämme jo, miten tuottaa aurinkoenergiaa avaruudessa, sillä korkean suorituskyvyn aurinkopaneelit voivat jo käyttää lähes kaikkia satelliitteja ja ISS:ää. Teoriassa tarvitsisimme vain lähettää useampi tällainen aurinkopaneeli radalle ja lähettää energia takaisin Maahan.
Lähde: Solar.com
Yllättäen energian lähettäminen takaisin Maahan ei ole niin vaikeaa kuin voisi kuvitella. Dominantti konsepti tähän mennessä on käyttää mikroaalloja (2,45 GHz), jotka eivät absorboi pilviä. Mikroaallot absorboidaan ja muunnetaan takaisin sähköksi erityisen tyyppisen antennin, rectennan, avulla.
Vaihtoehtoisesti voimaa voidaan myös lähettää lasersäteillä.
Lähde: ESA – European Space Agency
Massiivisen määrän energian lähettäminen takaisin Maan pinnalle saattaa kuulostaa hieman huolestuttavalta. Se luo kuvan tieteiskirjallisuuden supervillainin kuolemansäteestä. Käytännössä kuitenkin tällainen säde olisi energiarikas, mutta ei vaarallinen pinnalle.
On huomattava, että yksi järjestelmän edusta on, että aurinkopaneeleista tuotettu tasavirta voidaan suoraan käyttää sen lähettämiseen, ja vaihtovirta luodaan ainoastaan maanpinnalla sähköverkkoon syöttämistä varten.
Miksi Nyt?
Aurinkopaneeleiden Kustannukset
Voiman tuottaminen orbittaalisista aurinkovoimaloista on vanha idea. Mutta vasta nyt se alkaa näyttää mahdolliselta.
Ensimmäinen syy on aurinkopaneeleiden kasvava tehokkuus ja laskenevat kustannukset, jotka ovat samat tekijät, jotka tekivät siitä mahdollisen vaihtoehdon maanpinnalla.
Lähde: News Channel 3
Tulevaisuuden teknologinen kehitys saattaa lisätä muuntotehokkuutta entisestään. Tällä hetkellä yleisesti käytetyt maanpäälliset aurinkopaneelit ovat 20-23% tehokkuuden alueella. Avaruudessa käytettävät paneelit ovat usein jopa 30%, koska lisäkustannukset korvataan vähemmällä massalla, joka on kuljetettava radalle, ja odotetaan edelleen lisää hyötyä.
“Nykyiset avaruudessa käytettävät paneelit saavuttavat tehokkuuden 30% auringonvalon muuntamisessa sähköksi, ja seuraavien 20 vuoden aikana odotetaan, että ne saavuttavat 40%
Laukaisukustannukset
Toinen asia, joka vaikuttaa, on radalle pääsystä johtuvien kustannusten romahdus, jota ajaa lähes kokonaan SpaceX:n saavutukset uudelleenkäytettävissä raketeissa. Tämä kustannus on jo jaettu kymmenellä ja odotetaan jatkavan laskua Starshipin laukaisun ja historian suurimman raketin massatuotannon myötä.
Lähde: Ark Invest
Kun laukaisukustannukset olivat 7 716 euroa kilogrammaa kohden, se edusti noin 154 euroa asennuskustannuksia watin kohti, verrattuna ainoastaan 2-1,5 euroon maanpinnalla. Mutta jos laukaisukustannukset voivat laskea tarpeeksi alhaiseksi, se tekee avaruusperäisen aurinkoenergian taloudellisesti kannattavaksi. Ja Elon Musk on asettanut tavoitteekseen ainoastaan 100 dollaria kilogrammaa kohden pitkällä aikavälillä, kiitos Starshipin täydellisen uudelleenkäytettävyyden.
