Chiny planują wynieść energetykę odnawialną na nowy, wyższy poziom. I to dosłownie "wyższy" - szykują się poważnie do pozyskiwania energii słonecznej za pomocą instalacji umieszczonej na orbicie Ziemi.
W odległości, w jakiej Ziemia jest oddalona od Słońca, natężenie energii docierającej z naszej gwiazdy wynosi ponad 1 kW na metr kwadratowy i to po odliczeniu energii, którą pochłania nawet niezachmurzona atmosfera. To dużo. Gdyby chcieć zastąpić wszystkie elektrownie w Polsce energią ze słońca, przy tej mocy wystarczyłoby jakieś 40 km2 powierzchni. To tyle, co ma na przykład... Krynica-Zdrój.
Problem w tym, że w przypadku elektrowni umieszczonej na powierzchni Ziemi jest to moc szczytowa - osiągana, gdy słońce jest w zenicie, gdy na niebie nie ma ani jednej chmurki, w lecie, kiedy słońce jest dość wysoko nad horyzontem. W pochmurny dzień energię promieniowania słonecznego "podkradają" częściowo chmury. Rano i wieczorem efektywna powierzchnia wystawienia paneli na słońce maleje, w nocy taka elektrownia jest całkiem bezużyteczna. Wydajność obniża osadzający się na panelach kurz, całkowicie blokuje je śnieg. Ponadto nawet wykorzystując wszystkie nieużytki, znalezienie w kraju o powierzchni Polski wolnych (niezabudowanych, niewykorzystanych rolniczo itp.) 40 km2 nie jest wcale łatwe.
Wszystkie powyższe problemy znikają jak ręką odjął w kosmosie. Tam przy wybraniu odpowiedniej orbity nic nie zasłania słońca a ponadto zawsze można ustawić panele pod optymalnym kątem 90 stopni do naszej dziennej gwiazdy. W przestrzeni kosmicznej nie ma śniegu, ani kurzu. Z tego powodu pomysł umieszczenia elektrowni słonecznych na orbicie jest rozważany od dawna. Oczywiście ta koncepcja rodzi multum kolejnych problemów, ale teraz naukowcy z Chin uznali, że mimo tego warto pochylić się nad problemem i jeszcze w pierwszej połowie przyszłej dekady chcą uruchomić pierwszą elektrownię słoneczną na naszej orbicie.
Badacze z Chińskiej Akademii Technologii Kosmicznych planują umieszczenie paneli słonecznych na orbicie okołoziemskiej, na wysokości 36 000 kilometrów. Taka elektrownia ma działać przez 99% czasu, odbierając w dodatku aż sześciokrotnie więcej energii niż panele zainstalowane na powierzchni Ziemi. Następnie energia ta miałaby być zamieniana w promieniowanie mikrofalowe lub laserowe i przesyłana do stacji odbiorczej na Ziemi.
Pierwsza, testowa instalacja ma zostać wyniesiona na orbitę i uruchomiona już pomiędzy 2021 a 2025 rokiem. Pierwsza elektrownia o mocy rzędu megawatów (to niezbyt wiele - przeciętny blok elektrowni węglowej ma moc elektryczną rzędu nawet setek megawatów) ma powstać przed 2030 rokiem. Pierwsza elektrownia "z prawdziwego darzenia" - o mocy rzędu gigawata (to tyle, co średniej wielkości siłownia węglowa, lub jeden duży blok jądrowy) to już kwestia roku 2050.
Przed badaczami piętrzą się olbrzymie trudności. Po pierwsze, żeby wybudować taką elektrownię, trzeba wysłać na orbitę ok. 1000 ton materiałów - to 2,5-krotnie więcej niż waży Międzynarodowa Stacja Kosmiczna (a trzeba ten materiał wynieść znacznie wyżej niż ISS). Ponadto problem stanowi złożenie wszystkiego na miejscu - tu naukowcy rozważają wykorzystanie robotów, a także użycie drukarek 3D na miejscu, zamiast wynoszenie dużych, przestrzennych struktur prefabrykowanych na Ziemi, które potem zwiększałyby znacznie objętość materiału do wyniesienia. Sam proces zamieniania energii i precyzyjnego przesłania go na Ziemię wydaje się być nieco mniejszym problemem (dzisiejsze satelity potrafią kierować obiektywy fotograficzne na cele o wielkości rzędu metrów kwadratowych, technologia zatem już jest). Choć i tu mogą pojawić się trudności - na przykład na ile zachmurzenie będzie rozpraszało promieniowanie i zmniejszało uzysk energii.
Plany naukowców z Chin wydają się być co najmniej niezwykle ambitne. Być może to jeden z tych szumnych projektów, który ulegnie zapomnieniu (albo zostanie odłożony w czasie na grube dekady, aż nasza technologia lepiej się rozwinie i pozwoli go zrealizować). Jeśli jednak plan się powiedze, ludzkość zyska kolejne źródło energii (do napędzania komputerów oczywiście), które nie wyczerpie się za kilkadziesiąt czy kilkaset lat jak ropa naftowa czy węgiel.
Źródło: SMH