Isang Araw na Hindi Kailanman Lumulubog – Malalaking Plano ng Reflect Orbital para Baguhin ang Enerhiyang Solar

Pagsikat ng Solar

Ang enerhiyang solar ay nagiging isa sa mga pangunahing pinagkukunan ng enerhiya sa mundo dahil sa likas nitong kasaganaan, katangiang “walang gasolina”, at walang paglabas ng carbon kapag ginagamit (ngunit may kaunti kapag ginagawa kung ang mga panel ay hindi gawa gamit ang berdeng enerhiya).

Isang pangunahing dahilan ng pag-unlad na ito ay ang pagpapabuti ng mga teknolohiyang photovoltaic, kung saan mabilis na tumataas ang kahusayan ng mga solar panel. At marami pang darating, tulad ng mga bifacial panel, perovskite, manipis na pelikulang cadmium telluride, o quantum dot na lahat ay kandidato upang higit pang paghusayin ang mga solar panel.

Pinagmulan: Clean Energy Review

Ito ay isang paksa na tinalakay namin nang mas detalyado sa “The Solar Age – A Bright Future To Mankind.” Kasabay ng pagtaas ng kahusayan, bumababa rin nang matindi ang gastos sa produksyon, na lumilikha ng perpektong kapaligiran para gawing kompetitibo ang solar laban sa mga fossil fuel.

Pinagmulan: News Channel 3

Gayunpaman, may isang pangunahing kahinaan ang solar power. Hindi ito makapag-produce ng kuryente sa gabi. O, kung tutuusin, napakakaunti lamang ang nalilikha nito sa maulap na mga araw.

Ibig sabihin, ang solar power ay maaaring magsilbing pangunahing pinagkukunan ng enerhiya ng sangkatauhan lamang kung ito ay sinamahan ng mga solusyon upang mapagaan ang problemang ito.

Sa kasalukuyan, ang dalawang pangunahing opsyon na kinokonsidera ay malalaking baterya para mag-imbak ng enerhiya para sa gabi at mga araw na walang araw, at mga malalayong linya ng transmisyon ng kuryente upang dalhin ang enerhiya mula sa mga maaraw na lugar patungo sa iba’t ibang time zone.

Ang problema ay parehong mamahalin at nangangailangan ng maraming mapagkukunan.

Ito ang dahilan kung bakit pinag-uusapan din ang isa pang posibilidad: Kuhanin ang enerhiyang solar kung saan ito ay nagniningning 24/7 at hindi naaapektuhan ng panahon, direkta mula sa orbit ng Daigdig.

Solar Orbital

Ang nagiging posible ngayon at sa malapit na hinaharap na mga konsepto ng solar sa kalawakan ay ang pagbagsak ng gastos sa paglulunsad ng materyales sa orbit. Ito ay pangunahing dulot ng imbensyon ng reusable rockets ni Elon Musk sa SpaceX (SPCX ), na nagbawas ng gastos ng 10 beses at maaaring muling gawin ito sa hinaharap.

Pinagmulan: Ark Invest

Satelayt ng Kapangyarihan

Sa mahabang panahon, ang pangunahing estratehiya ay maglagay ng mga photovoltaic panel sa malalaking array ng mga satelayt at ipadala ang enerhiya pabalik sa lupa gamit ang microwave (na hindi nasisipsip ng mga ulap).

Pinagmulan: ESA – European Space Agency

Ang isyu sa estratehiyang iyon ay medyo kumplikado kumpara sa solar sa lupa:

• Lupa: kolektahin ang sikat ng araw → i-convert ang DC sa AC → ipadala ang kuryente sa grid.
• Kalakalan: kolektahin ang sikat ng araw → i-convert sa microwave → i-convert muli ang microwave sa kuryente → i-convert ang DC sa AC → ipadala sa grid.

Ang mas maraming hakbang ay nangangailangan ng mas maraming kagamitan at, samakatuwid, mas maraming bigat na ilulunsad sa orbit. Ibig sabihin din nito na may pagkawala ng enerhiya sa bawat hakbang ng conversion mula sikat ng araw, kuryente, at microwave.

Kaya, bagaman mas malakas at hindi napuputol ang sikat ng araw sa orbit, ang karagdagang pagkawala at gastos sa kagamitan ay maaaring magpababa sa pagiging mas mura ng solar sa kalawakan kumpara sa nasa lupa, kahit na ito ay mas mapagkakatiwalaan.

Nagbebenta ng Liwanag ng Araw?

Isang ibang pamamaraan ang kinokonsidera ng startup na tinatawag na Reflect Orbital.

Ang ideya ay laktawan ang hakbang ng pagdadala ng mga solar panel at microwave transmitter sa orbit. Sa halip, maglagay lamang ng isang higanteng salamin na magre-reflect ng sikat ng araw pababa sa Daigdig.

Pinagmulan: Reflect Orbital

Ang pamamaraang ito ay nasubukan na ng programang pangkalawakan ng Russia noong 1990, kaya alam natin na ito ay gumagana sa teknikal na antas. Ang maikling pondo sa post-Soviet Union Russia, patuloy na mahal na mga solar farm, at ang gastos ng paglulunsad noong panahong iyon ay nagbigay dahilan upang hindi ito maging komersyal na kapaki-pakinabang noon.

May ilang pangunahing kalamangan ang konseptong ito laban sa “tradisyonal” na disenyo ng solar sa kalawakan:

• Ang mga satelayt na nagpo-produce ng kuryente ay unti-unting humihina sa paglipas ng panahon. At kabaligtaran ng mga solar panel sa lupa, wala pang realisticong paraan para i-recycle ang mga ito, kaya ang mamahaling at komplikadong makinarya ay ganap na nasasayang sa katapusan ng kanilang buhay.
• Ang mga salamin sa kalawakan ay maaaring gawin mula sa simpleng manipis na metal foil, na mas magaan kaysa sa mga photovoltaic solar panel. Ito ay magpapababa nang malaki sa gastos ng paglulunsad.

Ang paraan ng pagpapatakbo ay ang Reflect Orbital ay “magbebenta ng liwanag ng araw” sa mga solar farm sa lupa upang makapagpatuloy silang mag-produce kahit sa dilim kung kailan pinakamataas ang presyo ng kuryente.

Ang kumpanya ay nakapagsagawa na ng demo ng konsepto gamit ang isang hot air balloon, bahagyang bilang isang hakbang sa marketing upang ilarawan ang konsepto kaysa isang tunay na prototype, na mangangailangan ng aktwal na satelayt sa orbit.

Gaano Ito Kaseryoso?

Koponan

Ang Co-Founder at CEO ng kumpanya ay si Ben Novak. Bilang isang freshman sa kolehiyo, pinamunuan niya ang mga proyekto ng SpaceX na nag-validate ng mga propulsion component ng Crew Dragon at nagtrabaho muli sa SpaceX kalaunan.

Ang CTO ay si Tristan Semmelhack, na naging pinakabatang inhinyero sa Zipline, ang nangungunang kumpanya sa drone delivery sa buong mundo.

Maaaring mas kritikal para sa potensyal na tagumpay ng hinaharap na prototype si Robert Salazar, ang Heliostat Design Engineer. Nagtrabaho siya sa disenyo ng Optical Shield ng Starshade sa Jet Propulsion Laboratory ng NASA; nagpatuloy si Robert sa pagdidisenyo ng ultralight deployable heliostats para sa Transformers for Lunar Extreme Environments na proyekto.

Pinagmulan: NASA

Kaya, sa pangkalahatan, mukhang may seryosong teknikal na kredensyal ang koponan pagdating sa mga proyektong pangkalawakan at mga salamin sa kalawakan. Hindi ito basta marketing team na may kakaibang ideya.

At maaari nating ipalagay na ang karanasan ni Novak sa SpaceX ay makakatulong upang makakuha ng access sa mga launch vehicle ng kumpanya sa hinaharap.

Teknikal na Kakayahan

Tulad ng nasabi namin kanina, nasubukan na ang teknolohiyang ito noong 1990s, kaya alam natin na ito ay maaaring gumana. Maaari nitong muling gamitin ang maraming pananaliksik na nagawa sa mga nakaraang taon tungkol sa solar sail, inflatable antenna, at origami folding para mapataas ang kahusayan ng paglulunsad ng mga solar panel at reflective foil.

Sa pangkalahatan, ang paggawa ng napakagaan na reflective surface para sa kalawakan ay medyo madaling gawin, kung ikukumpara sa kung ano man ang maituturing na “madali” sa kagamitan pangkalawakan. Mula sa lupa, ang mga reflector ay magmumukhang “mini-suns.”

Pinagmulan: University Of Glasgow

Sa isang pag-aaral noong 2022 na pinamagatang “Enhancing solar energy generation and usage: Orbiting solar reflectors as an alternative to energy storage,” inakala na ang mga reflector ay gagawa ng konstelasyon ng tatlumpung reflector na may sukat na 1 km ang diyametro, kung saan bawat reflector ay may buhay na 20 taon at tumitimbang ng humigit-kumulang 7,860 kg.

Ang gastusin sa pagkuha ay $375/kg, o $3M bawat reflector at $90M para sa buong konstelasyon. Ito ay sapat upang makalikha ng karagdagang ilaw na may halagang 100 MWh sa pagbuo ng kuryente.

Ekonomikong Kakayahan

Sa parehong pag-aaral, ginamit ng mga siyentipiko ang gastusin sa paglulunsad na $1,400 bawat kg o ang gastos para sa Falcon Heavy satellite launch noong 2018. Dapat tandaan na pagsapit ng 2023, ang gastusing ito ay bumaba na sa ibaba ng $1,000, bago pa man dumating ang SpaceX Starship na mas malaki at, sa teorya, mas mura rin.

Sa pagsusuring ito, kinukwenta ng mga mananaliksik na sa kasalukuyang kondisyon, hindi kikita ang proyekto. Kinuwenta pa nila ang gastusin sa paglulunsad na kinakailangan para maabot ang break-even ng orbital mirrors sa iba’t ibang kondisyon ng merkado:

Ang kondisyon ng merkado 1 ay may medyo matatag na presyo ng kuryente sa buong araw, gamit ang India bilang halimbawa. Sa kasong ito, ang gastusin sa paglulunsad para sa break-even ay dapat $257/kg.

Pinagmulan: Applied Energy (LC = Launch Cost, PC = Procurement Cost)

Ang kondisyon ng merkado 2 ay may matinding pag-iba ng presyo sa iba’t ibang oras ng araw, gamit ang California bilang halimbawa. Sa kasong ito, ang gastusin sa paglulunsad para sa break-even ay “lamang” $558/kg.

Pinagmulan: Applied Energy (LC = Launch Cost, PC = Procurement Cost)

Posibleng Mga Aplikasyon

Unang Demonstrasyon sa Marketing

Ang kumpanya ay nagbabalita sa kanilang website tungkol sa potensyal na “magreserba ng spot ng liwanag” para sa 4 na minuto sa loob ng 5 km, na may limitadong availability simula sa Q4 2025.

Makakamit ito gamit ang mga satelayt na may bigat na 35 pounds (16 kilogram) bawat isa at magkakaroon ng Mylar mirror na 33 talampakan x 33 talampakan (9.9 x 9.9 metro) na magde-deploy sa orbit.

Sa karamihan ng mga kaso, ito ay magiging isang demonstrasyon at tool sa promosyon kaysa isang proyekto para sa pagbuo ng kuryente, na may matibay na argumento na ang ganitong aplikasyon ay maaaring maging viral, na may posibilidad na humiling ng liwanag ng araw sa gabi sa pamamagitan ng pag-click ng isang smartphone app.

Pagbuo ng Kuryente mula sa Solar

Ang unang at pinakahalatang aplikasyon ay ang pagpapadala ng liwanag sa malalaking solar farm, lalo na sa mga pamilihan ng kuryente na may napakataas na presyo sa peak sa gabi. Anumang kumpanya ng solar sa kalawakan ay kailangang maingat na piliin ang kanilang merkado habang isinasaisip ang lumalaking kompetisyon mula sa patuloy na mas murang baterya.

Isa pang praktikal na konsiderasyon ay ang pagpili ng tamang orbit, na may maraming kustomer hangga’t maaari sa landas ng mga satelayt at kanilang target na i-reflect.

Isa pang posibleng gamit ay ang pagtaas ng intensity ng araw na tumatama sa mga solar farm sa mga Nordic na latitud. Halimbawa, ang mga solar farm sa Canada o Scandinavia ay maaaring makinabang mula sa dagdag na liwanag upang maabot ang kanilang maximum na kapasidad, lalo na sa taglamig kung kailan mataas ang demand sa kuryente at pinakamababa ang intensity ng araw.

Artipisyal na Ilaw sa Lungsod

Isa pang konsiderasyon ay ang pagbibigay ng ilaw sa malalaking urban na sentro.

Gayunpaman, maaaring hindi ito maging kompetitibo kumpara sa mas simpleng mga poste ng ilaw na may integrated solar cell at baterya.

Pagsasaka

Isa pang aktibidad na nangangailangan ng liwanag ay ang pagsasaka sa pamamagitan ng photosynthesis ng halaman. Maaaring magbigay ang orbital lighting ng dagdag na liwanag para sa malalaking operasyon sa pagsasaka na kasalukuyang gumagamit ng LED light sa kanilang mga greenhouse.

Gagana lamang ito para sa pinakamalalaking farm ngunit maaaring may katwiran para sa ilang rehiyon na may napakalaking greenhouse installation, tulad ng, halimbawa, sa Netherlands o sa timog ng Espanya.

Isa pang opsyon ay ang pag-ilaw sa mga Nordic na rehiyon tuwing taglamig, kung saan napakaikli ng panahon ng pagtubo. Maaaring ito rin ay, sa pangkalahatan, isang opsyon para sa satelayt na magbenta ng reflected light sa mga lugar na walang sapat na demand mula sa mga solar farm.

Mga Limitasyon ng Orbital Mirrors

Higit pa sa mga teknikal at ekonomikong konsiderasyon, may mga kritiko rin ang orbital mirrors.

Isa sa mga problemang maaaring idulot nito ay ang mas malaking light pollution kaysa sa nararanasan natin ngayon. Lalo na kung ito ay magiging solusyon na malawakang ginagamit upang harapin ang peak na konsumo ng kuryente sa buong mundo. Sa katagalan, maaaring maging imposible ang astronomiyang nakabase sa lupa.

Isa pang potensyal na isyu ay ang pagdisturbo sa mga natural na ekosistema. Alam na natin na ang light pollution mula sa mga ilaw ng lungsod ay maaaring makaistorbo sa mga hayop na aktibo sa gabi, mga migratory pattern, at populasyon ng insekto. Kaya, maaaring mas lalong lumala ito dahil sa mga salamin sa kalawakan ng Reflect Orbital.

Pamumuhunan sa Solar Power

Ang produksyon ng enerhiyang solar ay patuloy na lumalago nang may double-digit na rate at magiging pangunahing driver para i-decarbonize ang ekonomiya. Ngunit mayroon pa rin itong napakalayong landas, dahil ang napakalaking bahagi ng ating global na produksyon ng kuryente at pati na rin ng kabuuang enerhiya ay nagmumula pa rin sa fossil fuel.

Sa paglipas ng mga taon, ito ay isang sektor na umunlad upang gantimpalaan ang pinakamalalaking kumpanya, kung saan ang economies of scale ay susi sa pagkakaroon ng kita sa napakakumpitensyang kapaligiran. Siyempre, may mga bagong teknolohiya na maaaring mag-disrupt sa mga established na tagagawa ng polysilicon panel.

Maaaring gawing mas kaakit-akit ang solar gamit ang mga solar mirror hindi lamang sa paglutas ng isyu ng peak price sa gabi kundi pati na rin sa pagpapabuti ng produksyon ng mga umiiral na solar park, na ginagawa silang mas kumikita sa pamamagitan ng pagtaas ng bilang ng oras na sila ay gumagana.

Maari kang mamuhunan sa mga kumpanyang solar sa pamamagitan ng maraming broker, at dito, sa securities.io, matatagpuan mo ang aming mga rekomendasyon para sa pinakamahusay na broker sa USA, Canada, Australia, UK, at marami pang ibang bansa.

Kung hindi ka interesado sa pagpili ng partikular na kumpanyang solar, maaari ka ring tumingin sa mga ETF tulad ng Global X Solar ETF (RAYS), Invesco Solar ETF (TAN), o Global X China Clean Energy ETF (2809.HK) na magbibigay ng mas diversified na exposure upang makinabang sa industriya ng solar at malinis na enerhiya.

Maaari mo ring basahin ang aming artikulo tungkol sa “Top 10 Solar Power Stocks to Invest In”.

Solar & Space Companies

1. Rocket Lab

Ang Rocket Lab (RKLB ) ay isa sa mga pinaka-seryosong kakompetensya sa merkado ng reusable rocket. Ang kumpanya ay unang nagtuon sa maliliit na rocket, gamit ang Electron launch system (320 kg payload), na unti-unting nagiging partially reusable rocket. Sa ngayon, nakapag-deploy na ang Electron ng 177 satelayt sa 44 na paglulunsad.

Sa hinaharap, tinitingnan ng Rocket Lab ang paglikha ng medium-sized reusable rocket, ang Neutron, na katumbas ng Falcon 9 (8,000 kg papunta sa LEO sa ganap na reusable mode, 1,500 kg papunta sa Mars o Venus). Ang Neutron ay gagamit ng methane-burning rocket engine (katulad ng Starship), na tila magiging trend para sa susunod na henerasyon ng mga rocket.

Kilala ang kumpanya sa ganap na vertically integrated na proseso ng paggawa ng satelayt, na nagbibigay-daan upang i-optimize ang gastos at bilis ng disenyo. Ito ay nagbunga ng maraming kontrata sa NASA at pamahalaan ng US, kabilang ang isang $515M na kontrata para sa militar na satelayt. At isang civilian $143m kontrata para sa Globalstar.

Ang Rocket Lab ay isa ring pangunahing tagagawa ng solar panel para sa mga satelayt matapos ang kanilang 2022 acquisition ng SolAero Technologies, na may 1000+ satelayt na pinapagana ng mga panel na ito, at kabuuang 4MW na solar cell na ginawa.

Pinagmulan: Rocket Lab

Sa ngayon, ang kanilang launch system ay umaasa sa mga external supplier, ngunit isang serye ng strategic acquisitions ang magbabago nito, na magrereplika sa launch system ang vertical integration na naabot na nila sa disenyo at paggawa ng satelayt.

Ang kumpanya ay tinitingnan din ang posibilidad ng isang telecom LEO constellation upang magkaroon ng recurring revenue. Nakikibahagi rin ito sa pananaliksik sa in-space manufacturing kasama ang Varda Space Industries at orbital debris inspection.

<p Habang ang SpaceX ay may kakayahang negosyo ni Elon Musk upang paunlarin ang teknolohiya mula sa simula, ang Rocket Lab ay gumamit ng halo ng R&D at acquisitions upang vertically integrate ang teknolohiyang kinakailangan. Napatunayan itong napaka-successful sa paggawa ng satelayt, at ngayon ay sinusubukang ulitin ang estratehiyang ito para sa reusable rockets.

Sa pagtingin sa umiiral na cash flow mula sa paggawa ng satelayt at tagumpay ng Electron, ang Rocket Lab ay isang magandang kandidato upang makahabol sa SpaceX, kahit na hanggang sa maitatag ang mass drivers at iba pang imprastruktura sa loob ng ilang dekada.

2. JinkoSolar Holding Co., Ltd.

Ang Jinko ay isa sa pinakamalaking tagagawa ng solar panel sa buong mundo, at nakabase ito karamihan sa China. Upang iwasan ang taripa, nagdidiversify ang kumpanya ng kanilang base ng paggawa, na may silicon wafer manufacturing sa Vietnam at solar cell manufacturing sa Malaysia at US.

Pinagmulan: Jinko Solar

Sa anumang kaso, ang kumpanya ay hindi labis na nakadepende sa mga pamilihang Kanluran, kung saan ang China, Asia Pacific (APAC), at mga emerging market ang bumubuo ng malaking bahagi ng negosyo ng kumpanya.

Pinagmulan: Jinko Solar

Na-deliver na ng Jinko ang 230 GW ng solar cell sa kasaysayan ng kumpanya at 20 GW sa Q1 2024, tumaas mula 14.5 GW isang taon lamang ang nakalipas.

Ito ang naglagay sa Jinko bilang #1 sa industriya ng photovoltaic.

Ang pinaka-advanced na solar cell ng Jinko, ang N-type, ay nakakamit ng napakataas na 25.8% na energy efficiency. Nag-aalok din ito ng bifacial panel.

Noong 2023, ang N-type ay sumakop sa karamihan ng benta ng Jinko, na kumakatawan sa 80% ng kabuuang shipments, na may karagdagang kapasidad mula sa 56 GW production facility na inaasahang aabot sa full speed sa katapusan ng 2024 upang bumuo ng 90% ng delivery sa pagtatapos ng taon.

Ang kabuuang kapasidad ng produksyon ay inaasahang aabot sa 120-130 GW o halos kalahati ng kabuuang produksyon ng kumpanya sa buong kasaysayan nito.

Upang gawing mas “green” ang profile ng kanilang produkto, inilunsad din ng Jinko Solar ang NeoGreen, ang unang N-type solar panel na ginawa nang ganap gamit ang renewable energy (sa halip na coal, na karaniwang ginagamit sa China).

Ang napaka-agresibong paglago ng Jinko sa kapasidad ng produksyon ay sumasalamin sa kumpiyansa ng kumpanya sa kanilang N-type na teknolohiya at ambisyon na sakupin ang mga export market ng Asia, Africa, at South America.

At ang pangkalahatang prospect ng solar power na sakupin ang mga sistemang enerhiya ng mundo, kabilang na ang posibleng solar mirrors, ay magpapataas pa ng profitability.