Идея сбора солнечной энергии в космосе и возвращения ее на Землю изучается с конца 1960-х годов. Такой подход может сделать возможным непрерывную выработку электроэнергии, независимо от погодных условий, при круглосуточном облучении. Энергетический потенциал в космосе будет примерно в восемь раз больше на квадратный метр солнечной панели, чем здесь, на Земле.
Однако до сих пор экономические и технологические ограничения всегда препятствовали развитию реальных проектов. Однако ситуация меняется. Мы знаем, что Великобритания серьезно изучает этот вопрос. Китай также заинтересован в этом. Но, вероятно, одним из самых передовых проектов является проект американского университета Калтех, который работает над ним уже десять лет. Благодаря финансированию со стороны щедрых спонсоров, университет смог преодолеть множество технических препятствий и профинансировать наем нескольких инженеров.
Сверхлегкая и модульная конструкция
Цель исследователей — создать глобальный источник чистой, возобновляемой и доступной энергии путем сбора солнечного света и преобразования его в электрическую энергию перед передачей на Землю с помощью радиочастотных (РЧ) волн. Для достижения этой цели проект, по сути, состоял из трех частей.
Одна команда стремилась разработать сверхлегкие, высокоэффективные фотоэлектрические системы, оптимизированные для космических условий. Вторая группа работала над созданием недорогой и легкой технологии, необходимой для преобразования постоянного тока в радиочастотную энергию (которая используется, например, для передачи сигналов мобильных телефонов) и отправки ее на Землю в виде микроволн.
Вместе две команды в итоге пришли к созданию плитки площадью около десяти сантиметров и весом менее 2,8 грамма, предназначенной для встраивания в двухметровые полосы длиной до шестидесяти метров. Эти полосы будут объединены в модули площадью около 60 м2.
Наконец, третьей команде было поручено изобрести складные, ультратонкие и ультралегкие космические конструкции, способные поддерживать все эти компоненты. В конечном итоге идея заключается в том, чтобы развернуть несколько таких модулей в космосе. Все эти модули, очевидно, будут модульными, чтобы занимать как можно меньше места в ракетах до их окончательного развертывания в космосе.
Грубо говоря, вот как будет выглядеть солнечная электростанция:
Исследователи также задались вопросом о местоположении такой солнечной электростанции: следует ли отдать предпочтение геосинхронной орбите, постоянно направленной на один приемник на Земле внизу, или более низкой и дешевой орбите, для которой потребуется несколько солнечных коллекторов и несколько земных приемников?
На данном этапе финансовые расчеты, похоже, говорят в пользу второго варианта. Для реализации пятимодульного проекта на средней околоземной орбите все равно потребуется не менее тридцати девяти космических запусков, а стоимость космической солнечной энергии составит порядка одного-двух долларов США за кВт/ч, что все равно достаточно дорого.
Тем временем необходимо будет провести тесты. Вскоре на орбиту будет выведен прототип панели для оценки этого подхода.