Kế hoạch nghiên cứu điện mặt trời từ không gian

Thách thức khử cacbon trong lĩnh vực năng lượng của châu Âu trong vài thập kỷ tới là một thách thức lớn. Giám đốc Cơ quan Năng lượng Quốc tế Fatih Birol, viết trên Financial Times đã nói “Không có gì thiếu sót khi cần phải chuyển đổi toàn diện cơ sở hạ tầng năng lượng của chúng ta – một cam kết trên toàn thế giới với tốc độ và quy mô chưa từng có…. Gần một nửa lượng khí thải được cắt giảm cần thiết để đưa chúng ta đến con đường đạt đến con số 0 ròng vào năm 2050 có thể cần đến từ các công nghệ chưa có trên thị trường. “

Ngoài sự gia tăng lớn cần thiết của năng lượng mặt trời và gió trên mặt đất, vốn không liên tục của tự nhiên, còn có nhu cầu cấp thiết về cân bằng lưới điện mới và các nguồn điện dự phòng, hiện được cung cấp chủ yếu bằng nhiên liệu hóa thạch, thủy điện và hạt nhân.

Do đó, trong bối cảnh lớn hơn của quá trình chuyển đổi năng lượng, theo ước tính của IEA, đòi hỏi các khoản đầu tư hàng nghìn tỷ euro, nhiều nguồn thay thế đang được nghiên cứu, bao gồm địa nhiệt và trong dài hạn hơn là phản ứng tổng hợp hạt nhân. SOLARIS sẽ giúp quyết định xem có khả thi khi thêm Năng lượng Mặt trời Dựa trên Không gian – một khái niệm cung cấp năng lượng sạch đã có từ nhiều thập kỷ – vào danh sách công việc này hay không.

Các vệ tinh năng lượng mặt trời trong quỹ đạo địa tĩnh sẽ thu thập ánh sáng mặt trời trên cơ sở thường xuyên 24/7 sau đó chuyển nó thành vi sóng mật độ công suất thấp để chiếu xuống các trạm thu trên Trái đất một cách an toàn. Vật lý liên quan có nghĩa là những vệ tinh này sẽ phải lớn, theo thứ tự có kích thước vài km, và điều này cũng đúng với các ‘trực tràng’ thu thập trên bề mặt Trái đất.

Điều này đến lượt nó sẽ đòi hỏi những tiến bộ kỹ thuật trong các lĩnh vực như sản xuất trong không gian và lắp ráp robot, quang điện hiệu suất cao, điện tử công suất cao và hình thành chùm tần số vô tuyến. Nghiên cứu sâu hơn để xác nhận tác động lành tính của vi sóng công suất thấp đối với sức khỏe con người và động vật cũng như khả năng tương thích với máy bay và vệ tinh cũng sẽ được thực hiện.

“Đây là những loại câu hỏi kỹ thuật mà SOLARIS sẽ xem xét, để khám phá thêm tính khả thi của khái niệm, để châu Âu có thể đưa ra quyết định sáng suốt vào năm 2025 về việc có nên tiến hành chương trình Điện mặt trời trên không gian trong tương lai hay không”. Sanjay Vijendran, trưởng nhóm ESA về đề xuất SOLARIS cho biết. “Như một điểm cộng bổ sung, bất kỳ đột phá nào đạt được trong những lĩnh vực này sẽ có giá trị theo đúng nghĩa của chúng, có thể áp dụng cho nhiều nỗ lực bay vũ trụ khác.

“Sai lầm thường mắc phải là so sánh khái niệm này với điện mặt trời trên mặt đất, khi năng lượng mặt trời thực sự không gian cung cấp các đặc điểm mới lạ như năng lượng cơ bản thực sự phục vụ cho việc bổ sung thay vì cạnh tranh với các nguồn không liên tục như năng lượng mặt trời và gió trên mặt đất. Theo nghĩa này, họ có thể đưa ra một lựa chọn thay thế cho năng lượng hạt nhân trong tương lai – nơi các nghiên cứu chỉ ra rằng giải pháp dựa trên không gian cuối cùng sẽ có tính cạnh tranh đáng ngạc nhiên ”.

Đề xuất chương trình được đưa ra vào thời điểm mà sự quan tâm của toàn cầu đối với Điện mặt trời trên không gian đang ở mức cao nhất trong nhiều thập kỷ, với các cuộc trình diễn trên quỹ đạo đang được chuẩn bị ở Mỹ, Trung Quốc và Nhật Bản.

Vương quốc Anh đã thành lập Sáng kiến ​​Năng lượng Không gian để phát triển Năng lượng Mặt trời Dựa trên Không gian, trong khi Ủy ban Châu Âu đang tài trợ cho một dự án điều tra các tấm phản xạ nhẹ lớn chuyển hướng ánh sáng mặt trời đến các trang trại năng lượng mặt trời trên mặt đất được gọi là SOLSPACE.

“Xem xét các cuộc khủng hoảng khí hậu và năng lượng, và những bước tiến nhanh chóng mà chúng ta đang đạt được trong khả năng vũ trụ, bây giờ là lúc để điều tra xem Điện mặt trời dựa trên không gian có thể là một phần của giải pháp hay không – đó là điều có trách nhiệm phải làm,” TS. Vijendran.

Để biết thêm thông tin về chương trình này, nhằm tăng cường sự lãnh đạo kỹ thuật của Châu Âu trong không gian và được đề xuất phê duyệt tại Cuộc họp Hội đồng của ESA ở cấp Bộ trưởng vào tháng 11, hãy truy cập trang web SOLARIS.