Mula sa Sci-Fi Hanggang sa Kataas-taasan: Ang mga Orbiting Solar Panel ba ay Isang Matalinong Ideya?

Isipin ang pagkuha ng enerhiya ng araw hindi lamang mula sa Earth kundi mula mismo sa kalawakan. Iyan ang esensya ng Space Solar Power (SSP). 

Ito ay isang advanced na konsepto kung saan kinokolekta ang solar na enerhiya sa kalawakan at pagkatapos ay pinapadala pababa sa Earth. Ang pamamaraang ito ay nilalampasan ang mga limitasyon ng lupa tulad ng gabi at kondisyon ng panahon, na nagsisiguro ng patuloy, walang hadlang na daloy ng solar na enerhiya. 

Bagaman maaaring tunog ito ng isang futuristic na ideya, ang mga pangunahing prinsipyo sa likod ng SSP ay kasing walang hanggan ng mismong araw.

Upang tukuyin ang space solar power: ito ay isang pinagmumulan ng malinis na enerhiya kung saan ang enerhiyang nakolekta mula sa sikat ng araw sa kalawakan ay ipinapadala nang wireless patungo sa Earth. 

Ang Araw, na may tinatayang buhay na 4-5 bilyong taon, ay nag-aalok ng tunay na pangmatagalang solusyon sa enerhiya. Higit pa rito, ang Space Solar Power ay hindi naglalabas ng greenhouse gases at hindi nakadepende sa unti-unting nagiging kakaunti na mga mapagkukunan ng sariwang tubig, mahalagang lupang agrikultural, o pataba na nagmula sa natural na gas.

Hindi rin ito nagpo-produce ng mapanganib na basura at, kumpara sa tradisyunal na mga solusyon ng solar power, hindi naapektuhan ng ulap, pagbabago ng liwanag ng araw, o bilis ng hangin.

Ang mga oportunidad na iniaalok ng Space Solar Power ay nagbigay inspirasyon sa maraming organisasyon na bumuo ng mga solusyon dito. Ilan sa mga kilalang kalahok sa merkado ng space-based solar power ay kinabibilangan ng Airbus, Azur Space Solar Power GmbH, Fralock LLC, Japanese Aerospace Exploration Agency, Northrop Grumman, Borrego Energy, LLC., Solaren Corporation, Space Tech GmbH, Space Canada, DHV Technology, at iba pa. 

Ngunit bago tayo sumisid nang mas malalim sa pag-unawa kung paano gumagana ang mga negosyong ito at ang kanilang mga solusyon, tingnan muna natin kung ano ang mga space-based solar power system at bakit itinuturing itong viable para sa malinis, renewable na produksyon ng enerhiya. 

I-click dito para sa listahan ng sampung pinakamahusay na solar stocks.

Ang Agham sa Likod ng mga Space-Based Solar Power System

Ayon sa mga pag-aaral, bawat oras, tumatanggap ang Earth ng mas maraming solar na enerhiya kaysa sa konsumo ng sangkatauhan sa isang buong taon. Nakakatuwang malaman na ang atmospera ng Earth ay nagrereplekta ng humigit-kumulang 30% ng solar na enerhiyang ito pabalik sa kalawakan. 

Ang mga sistema ng pagbuo ng space solar power ay sinasamantala ang saganang solar na enerhiya na kung hindi ay mawawala sa kalawakan, hindi nagagamit. Sa katunayan, ang kawalan ng atmospheric interference tulad ng mga ulap at ang patuloy na pagkakalantad sa sikat ng araw nang walang pagputol ng gabi ay ginagawa ang mga satellite-based system na ito na lubos na epektibo. Maaari nilang makuha at maipadala ang mas maraming enerhiya pabalik sa Earth kumpara sa tradisyunal na solar panels.

Sa mga space-based solar power na nagkokolekta at naglilipat ng enerhiya, ang mga satelayt na may mga panel ay may kakayahang magpadala ng enerhiya. Gumagamit sila ng malalaking salamin upang ituon ang napakalaking dami ng solar rays patungo sa mas maliliit na solar collector. Ang mataas na intensity, walang patid na solar radiation ay pagkatapos ay wireless na ipinapadala patungo sa Earth nang ligtas at kontrolado.

Ang Viability ng Space Solar Power: Mga Teknikal na Inobasyon

Ang transmisyon ng space solar power ay naging viable dahil sa mga kamakailang teknikal na inobasyon. May dalawang uri ng transmisyon system.

Ang una ay ang microwave-transmitting solar satellites, habang ang isa ay ang laser-transmitting solar satellites. Sa microwave-transmitting satellites, ang sikat ng araw ay nire-reflect mula sa malalaking salamin patungo sa gitna ng satelayt, kung saan ito ay ginagawang tuloy-tuloy na microwave energy na ipinapadala patungo sa Earth. 

Paglipat sa ikalawang uri, ang laser-transmitting satellites, tulad ng pangalan nila, ay gumagamit ng laser sa halip na microwave beams. Karaniwang nagpapatakbo ang mga satelayt na ito sa mga grupo kasama ang iba pang mas maliliit na satelayt, dahil sa kanilang mas maliit na sukat.

Pagdating sa ekonomikong viability ng dalawang setup na ito, ang laser solar satellites ay may medyo mababang gastos sa pagsisimula na nasa pagitan ng US$500 milyon hanggang US$1 bilyon. Ang mas maliit na diyametro ng laser beam ay nagpapadali at nagpapababa ng gastos sa pag-implementa sa lupa.

Gayunpaman, ang microwave solar satellites ay nagsisilbing layunin pagdating sa pagkolekta at transmisyon ng tuloy-tuloy, walang patid na kapangyarihan sa pamamagitan ng ulan, ulap, at iba pang atmospheric conditions. Maaari itong magbigay ng higit sa 1 gigawatt ng enerhiya sa kanyang terrestrial receiver, na sapat para magpatakbo ng isang malaking lungsod.

Habang tinatalakay ang lahat ng mga pag-unlad na ito, hindi dapat kalimutan na ang mga teknolohikal na kamangha-manghang ito ay hindi nakamit sa isang araw. Kabilang dito ang mahabang tradisyon ng siyentipiko at teknolohikal na pananaliksik. Upang maunawaan ang potensyal ng space solar power sa hinaharap, kailangan natin itong ilagay sa konteksto.

Ebolusyon ng Konsepto ng Space Solar: Mula sa Simula Hanggang sa Kasalukuyang Kalagayan

1970s:

• Nagsimulang pag-aralan ang mga konsepto ng space solar power sa United States.

1980s:

• Nagsimulang pag-aralan ng Asia ang mga konsepto ng space solar power.

Late 1990s – Early 2000s:

• 1998: Ang Space Solar Power Concept Definition Study ay nag-identify ng mga kredibleng, komersyal na viable na konsepto ng space solar power at ang kanilang kaugnay na teknikal at programmatic na panganib.

• 1998: Ang space agency ng Japan ay nag-develop ng isang space solar power system, na nananatiling aktibo.

• 1999: Inilunsad ang NASA’s Space Solar Power Exploratory Research and Technology Program.

Early 2010 to 2020

• 2010: Sinimulan ng Indian Space Research Organization ang pundasyon para sa space solar power.

• 2012: Iminungkahi ng China ang isang joint development ng space solar power kasama ang India.

• 2015: Itinatag ng Caltech at Northrop Grumman Corporation ang Space Solar Power Initiative, na naglaan ng humigit-kumulang US$17.5 milyon sa loob ng tatlong taon para sa pag-develop ng space-based solar power system.

2020s

• 2022: Inanunsyo ng United Kingdom ang kanilang Space Energy Initiative, na naglalayong ilunsad ang kanilang unang space power station pagsapit ng kalagitnaan ng 2040s at target na makuha ang 30% ng pangangailangan sa kuryente mula sa pinagmulan na ito.

• 2022: Inanunsyo ng European Space Agency ang programang Solaris, na nagbabalak magpatakbo ng Solar Power Satellites simula 2030.

• 2023: Matagumpay na naipadala ng CalTech’s Space Solar Power Demonstrator (SSPD-1) ang nasusukat na kapangyarihan patungo sa Earth.

Sa kabuuan ng mga taong ito, iba’t ibang pambansang pamahalaan, mga departamento ng pananaliksik sa unibersidad, at mga organisasyong pinondohan ng estado ay nag-eksplora ng imprastruktura at posibilidad ng space solar power.

Mahalagang kontribusyon din ang nagmula sa mga negosyo at kumpanya tulad ng Northrop Grumman, Airbus, at Solaren Corporation sa pag-develop ng mapang-ibang mapagkukunan ng enerhiya na ito.

Habang marami sa mga Space Solar Program na ito ay nagmula sa mga pambansang pamahalaan, mga departamento ng pananaliksik sa unibersidad, at mga organisasyong autonomong pinondohan ng estado, ang mga negosyo at kumpanya tulad ng Northrop Grumman, Airbus, at Solaren Corporation ay nagkaroon ng mahalagang papel sa pag-access sa mapang-ibang mapagkukunan ng enerhiya na ito. 

Mga Kumpanya na may Transformative na Inisyatiba sa Space Solar Power

1. Northrop Grumman

Ang kumpanya ng Northrop Grumman na nakabase sa Baltimore, Maryland ay may proyektong Space Solar Power Incremental Demonstrations and Research (SSPIDR) na nagsisikap gawing realidad ang transmisyon ng solar na enerhiya mula sa kalawakan patungo sa kahit saan sa Earth. 

Layunin ng proyekto na gamitin ang on-orbit, napakaepektibong photovoltaic cells upang kolektahin ang solar na enerhiya at i-convert ito sa radio frequency (RF) energy na ipapadala sa isang receiving station sa Earth. 

Ang kumpanya ay nangunguna sa pag-develop ng turnkey solar array systems na angkop para sa kalawakan. Ang kanilang photovoltaic subassemblies ay tampok ang pinakabagong teknolohiya para sa welding o soldering gamit ang robotic automation, na nag-uugnay ng mga solar cell sa mga circuit na umabot hanggang anim na talampakan ang haba. 

Ang kanilang Covered Interconnected Cells ay nag-aalok ng integrasyon ng solar cells at coverglass para sa CIC assemblies. 

Gumagawa rin ito ng solar cell strings, resistive wing isolation board assemblies para sa pinakamahihirap na kapaligiran sa kalawakan, full temperature range capability (-185 hanggang >300 degrees C), platinum resistance thermometer assemblies, at iba pa. 

Ang mga inobasyong ito ay nakatulong sa mga inisyatiba ng Space Solar Power na umusad nang mabilis at maabot ang kanilang potensyal. 

Noong 2022, nagrehistro ang Northrop Grumman ng benta na US$36.6 bilyon at nag-record ng transaction-adjusted earnings per share na US$25.54. Ang netong kita ng kumpanya ay halos US$5 bilyon sa FY 2022. 

2. Airbus

Isa pang kumpanya na nanguna sa larangang ito ay ang Airbus. Ang kanilang mga power-beaming solution ay naglalayong tulungan ang Europe na magkaroon ng mas maraming renewable energy nang independiyente, na may mga bagong energy network sa kalangitan na nag-aalok ng independiyente at sustainable na suplay ng kuryente 24/7. Ang unang operational na Power Beaming prototypes ng Airbus ay maaaring magamit pagsapit ng unang bahagi ng 2030s.

Dagdag pa rito, ang Airbus ay isa ring nangungunang European manufacturer ng solar arrays, photovoltaic assemblies, at solar cell assemblies para sa institusyonal at komersyal na aplikasyon. Nakagawa ito ng power conditioning at distributing units para sa mga satelayt. Nagbibigay din ito ng electric propulsion systems at iba’t ibang electronics para sa electric propulsion, kabilang ang power control at power processing units na kinakailangan sa space solar systems.

Ang Airbus ay nagtatrabaho rin sa pagbuo ng advanced photovoltaic solar panels na mas magaan, mas flexible, at kayang makakuha ng mas maraming enerhiya sa ibabaw nito. Ang kanilang flagship program, Zephyr, ay isang high-altitude pseudo-satellite na pinapagana eksklusibo ng solar energy.

Lahat ng ito ay malaki ang ambag sa pagpapabilis ng pag-unlad ng Space Solar Power na may pinahusay na kahusayan.

Sa FY 2022, Airbus nagtala ng kita na nagkakahalaga ng 58.8 bilyong Euro, na may adjusted EBIT na 5.6 bilyong Euro. Ang kanilang free cash flow bago ang M&A at customer financing ay umabot sa 4.7 bilyong Euro. Nagmungkahi ang negosyo ng dibidendo na 1.80 Euro bawat share.

3. Solaren Corporation

Isang umuusbong na innovator sa larangang ito, ang Solaren Corporation, ay nakabuo ng mga paraan upang magpadala ng cost-competitive, zero-emission na kuryente mula sa kalawakan.

Sa susunod na sampung taon, magde-develop, maglulunsad, at magpapatakbo ang Solaren ng unang SSP plant at magbebenta ng kuryente. Nakakuha rin ang Solaren ng mga cutting-edge na SSP system patents sa mga bansa tulad ng United States, European Union, China, Japan, India, Canada, at Federation of Russia.

Ang mga solusyon ng Solaren sa Space Solar Power ay maraming benepisyo. Kabilang dito ang malinis na baseload electricity supply 24/7, na cost-competitive, walang emisyon, at walang panganib ng nuclear radiation. Hindi rin ito nangangailangan ng tubig para sa thermal cooling, kaya hindi na nagkakaroon ng pag-init ng mga karagatan, ilog, at lawa.

Ang solusyon ng Solaren sa Space Solar Power ay may dalawang bahagi: ang Solar Power Satellite at ang Ground Receive Station. Ang satelayt ay gumagamit ng solar arrays at RF array/antenna upang mangolekta at magpadala. Ang Ground Receive Station ay tumatanggap ng ipinadalang kapangyarihan sa pamamagitan ng mga receiving antenna nito.

Noong Hulyo 2023, inanunsyo ng Solaren ang matagumpay na pagkumpleto ng kanilang pinakabagong funding round, na pinamunuan ng Skyseed Ventures. Nakalikom ang Solaren ng $2.46 million sa round na iyon. 

Pandaigdigang Epekto at Viability ng Space Solar Power

Ang pagdating ng napaka-advanced na teknolohiya sa mga space-based solar power system ay nakatulong sa pagpapagana ng mga space vehicle, satelayt, rover, at iba pang imprastruktura sa kalawakan. Ang solar energy mula sa kalawakan ay makakatulong sa mga sistemang ito na tumakbo nang mas mahabang panahon nang hindi kailangan ng madalas na pag-refuel mula sa mga onboard energy source.

Ang mga inobasyon ay nagbaba ng gastos sa pag-develop ng reusable rockets, na nagbabawas ng gastusin sa paglulunsad ng kagamitan sa kalawakan. Ang gastos sa pagpapanatili ng space-based solar power na nagkokolekta at naglilipat ng arkitektura ay bumaba rin. Ang pagtaas ng paggamit ng robotics at automation ay maglalaro ng mahalagang papel sa karagdagang pagpapababa ng gastos at pagpapataas ng kahusayan.

Ayon sa mga pagtatantiya, ang North America ang namamayani sa espasyo na may halos dalawang-kalimang bahagi ng global revenue na nagmumula sa rehiyon. Gayunpaman, pagdating sa mga susunod na tagapagpasigla ng paglago, ang China at India ay may mataas na potensyal.

Mga Hamon na Dapat Malampasan

Sa hinaharap, kailangang malampasan ng mga solusyon ng space solar power ang ilang mahahalagang bottleneck. Isa dito ay ang pag-abot ng perpektong balanse sa pagitan ng gastos sa produksyon at performance. Ang mas murang laser-transmitting solutions ay nagkakaroon ng mababang kapangyarihan bawat satelayt, kaya kailangan ng maraming satelayt upang magkaroon ng makabuluhang epekto. Ang mas mahal na microwave-transmitting solutions, sa kabilang banda, ay maaaring umabot sa sampu-sampung bilyong dolyar sa gastos sa paglulunsad.

Ang laser-transmitting solutions, bagaman innovative, ay maaaring magdulot ng mga hamon sa kaligtasan tulad ng pagkaputol ng paningin at potensyal na paggamit bilang sandata. Sa kabilang banda, ang microwave-transmitting solutions, bagaman iniiwasan ang mga tiyak na isyung pangkaligtasan, ay nangangailangan ng malaking espasyo, na nag-uutos na ang mga terrestrial receiver ay ilang kilometro ang diyametro.

Ang laser-transmitting satellites ay nakararanas din ng mga atmospheric irregularities tulad ng mabibigat na ulap o ulan. Ang microwave-transmitting solutions, dahil sa kinakailangang distansya mula sa Earth, ay halos imposibleng maayos.

Lahat ng mga problemang ito ay kailangang tugunan at lutasin nang maayos. Ang sukat ng mga satelayt at terrestrial receivers ay kailangang bumaba nang malaki nang hindi nababawasan ang kanilang kakayahang mangolekta at magpadala ng enerhiya.

Ang gastos ay kailangang katamtaman para sa mga umuunlad na bansa upang mas maging kumpiyansa sa pagsubok at paggamit ng mga teknolohiyang ito. Ang mga probisyon para sa pag-aayos ay kailangang itatag nang mas masigasig, at ang mga solusyon ay dapat maging independiyente sa umiiral na panahon sa kanilang performance.

Isang Promising na Landas sa Hinaharap

Sa pag-invest nang malaki ng malalaking pampublikong kumpanya sa paggawa ng mga produkto at solusyon ng Space Solar Power, mukhang promising ang landas sa hinaharap. Ang inobasyon ay lalago, at ang sistema ay magiging mas epektibo at optimal.

Sa huli, ang puwersa na nagtutulak sa mga misyon ng Space Solar Power sa buong mundo ay ang mas malaking layunin ng pagkamit ng sustainability para sa planeta sa pamamagitan ng renewable energy.

Sa pag-abot ng buong potensyal nito, maaaring maghatid ang Space Solar Power ng kuryente sa anumang bansa sa parehong gastos nang hindi nangangailangan ng bagong gastusin para sa pagtatayo ng mga long-distance transmission lines.

Naniniwala ang mga analyst na ang Space Solar Power ay maaaring lumikha ng higit sa 250,000 permanenteng high-tech na trabaho sa susunod na dalawang dekada. Sa katotohanan, maaaring mas malaki pa ang bilang na ito.

Kaya, ang mga solusyon ng space solar power ay patuloy na kukuha ng mas malaking bahagi ng umiiral na US$2 trilyong global electricity market. Sa lumalawak na saklaw, mas marami pang mga provider ng solusyon ang sasakay sa SSP bandwagon. Magiging isang ekonomikong viable na paraan ito sa paglutas ng mga hamon sa enerhiya na kinahaharap ng planeta ngayon.

I-click dito para sa listahan ng pinakamahusay na renewable energy stocks.