Впервые идея размещать солнечные панели в космосе была предложена в 1968 году, пишет EurekAlert, но до недавнего времени она была технически и экономически невыполнимой. Сегодня космическая солнечная энергетика активно развивается в Китае, Индии, Японии, России, США и Великобритании. Она заключается в том, чтобы построить на орбите гигантские солнечные парки, которые будут поглощать лучи и передавать на Землю энергию в виде микроволн. Микроволны, преобразованные в электричество, будут поступать в существующую инфраструктуру электросетей.
«В космосе есть возможность размещать солнечные панели так, чтобы они всегда были обращены к Солнцу, что означает практически непрерывную генерацию электроэнергии по сравнению с дневным графиком на Земле, — сказал Хэ Вэй из Королевского колледжа Лондона, старший автор исследования. —И, поскольку это космос, уровень солнечной радиации там выше, чем на поверхности Земли».
Авторы исследования впервые рассмотрели проблему космической энергетики в контексте перехода к полноценной энергосистеме, чтобы затем можно было бы приступить к фазе испытаний и проработки правовых норм.
Для того чтобы установить, может ли космическая солнечная энергетика способствовать достижению Европой цели нулевого уровня выбросов парниковых газов, группа использовала модели европейской энергосистемы на 2050 год. Сначала они спрогнозировали годовые затраты и оценили потенциал двух проектов космических солнечных электростанций НАСА — Innovative Heliostat Swarm и Mature Planar Array. Первая находится на ранней стадии разработки, но обладает более высоким потенциалом непрерывного сбора солнечной энергии, в то время как более простой массив плоских решеток в Mature Planar Array ближе к состоянию технической готовности, но может собирать солнечную энергию лишь около 60% времени.
Затем исследователи сравнили сценарии с использованием космической солнечной энергии и без нее, чтобы проверить, может ли эта технология дополнить или превзойти другие источники возобновляемой энергии в Европе. Они обнаружили, что планарная конструкция менее экономична, чем наземная возобновляемая энергия во всех сценариях. Зато проект с использованием гелиостатов — приборов для вращения плоскости панели относительно солнечных лучей — к 2050 году превзойдет по эффективности и стоимости ветровую и солнечную энергию.
Эта конструкция может снизить совокупные затраты на энергосистему на 7–15%, превзойдет по эффективности ветровую и солнечную энергетику на 80% и сократит потребление энергии аккумуляторов более чем на 70% (хотя в некоторых регионах водородные системы хранения энергии будут по-прежнему жизненно важны в зимние месяцы).
Однако, чтобы обеспечить экономическую эффективность, годовые затраты на систему Heliostat должны быть снижены примерно в 14 раз по сравнению с предполагаемой стоимостью наземных солнечных панелей к 2050 году. Пока что затраты на космическую солнечную энергию на 1–2 порядка превышают точку безубыточности.
Лазерная установка, питающаяся энергией солнечного света, кажется научно-фантастическим вымыслом, однако, может стать реальностью после того, как команда исследователей из Европы и Великобритании получила крупное финансирование на разработку своей технологии. Такие лазеры однажды смогут обеспечивать электричеством лунные базы и экспедиции на Марс, а также помогут с чистой энергией на Земле.
