Przełomowe badanie. Potencjał kosmicznych elektrowni
Naukowcy z King’s College London opublikowali pierwszą kompleksową analizę wpływu kosmicznych paneli słonecznych na europejski system energetyczny. Wyniki są zaskakujące: technologia ta może zmniejszyć zapotrzebowanie całego kontynentu na naziemne odnawialne źródła energii aż o 80%. Badacze przyjrzeli się dwóm projektom NASA planowanym na 2050 rok. Jeden zakłada użycie heliostatów o niemal ciągłej dostępności mocy na poziomie 99,7%, choć wciąż wymagających dopracowania technologicznego. Drugi opiera się na płaskiej macierzy z dostępnością około 60%, ale za to z wyższym poziomem dojrzałości technicznej.
Czytaj też: Roboty uczą się jak dzieci. Szalona wizja stała się rzeczywistością
Projekt heliostatów wykorzystuje zwierciadła kierujące światło słoneczne do centralnego koncentratora, osiągając niemal nieprzerwane dostawy energii przez cały rok. To zupełnie inna skala efektywności w porównaniu z naziemnymi instalacjami, które są uzależnione od pogody i pory dnia. Efekty wdrożenia takich rozwiązań mogłyby być spektakularne. Projekt heliostatów mógłby obniżyć całkowite koszty systemu energetycznego o 7-15%, stając się dominującym źródłem energii w Europie. To oznacza prawdziwy przełom w dotychczasowym myśleniu o mikście energetycznym.
Dr Wei He, współautor badania, wyjaśnia:
SBSP może zapewnić niemal ciągłe wytwarzanie energii odnawialnej i pokryć szeroki zakres obszarów, gdy jest rozmieszczone w kosmosie. Jak pokazujemy w artykule, jego rola znacznie się różni w zależności od skali systemu
Technologia może też radykalnie zmniejszyć zapotrzebowanie na magazyny energii, ponieważ zużycie baterii spadłoby o ponad 70%. Produkcja energii z wiatru zmniejszyłaby się o połowę, a słonecznej nawet o 70-80%.
Wyzwania kosztowe i technologiczne
Mimo tak spektakularnych redukcji, magazynowanie wodoru pozostaje kluczowym elementem systemu. Szczególnie zimą, gdy zapotrzebowanie na energię jest najwyższe, ta technologia odgrywa istotną rolę w bilansowaniu sieci. Stabilność dostaw z kosmicznych elektrowni to ich ogromna przewaga. Projekt heliostatów mógłby dostarczać 300-350 GW mocy z jedynie niewielkimi wahnięciami podczas równonocy. Nie wszystko jednak wygląda tak różowo. Obecne koszty wynoszenia takich systemów na orbitę są o rząd wielkości za wysokie, by mówić o opłacalności. Projekt płaskiej macierzy, przy prognozowanych kosztach na 2050 rok, wciąż nie jest ekonomicznie uzasadniony.
Czytaj też: Naukowcy odwrócili zasady działania paneli słonecznych. Upał stał się ich sprzymierzeńcem a nie wrogiem
Ale są też powody do pewnego optymizmu. Postępy w technologiach fotowoltaicznych są imponujące, ponieważ niektóre ogniwa osiągają już blisko 47% wydajności. Modułowy montaż na orbicie i udane testy bezprzewodowego przesyłu energii to kolejne kamienie milowe. Spadające koszty wynoszenia ładunków, dzięki rakietom wielokrotnego użytku, również poprawiają opłacalność ekonomiczną całego przedsięwzięcia. To sugeruje, że do lat 30. obecnego wieku SBSP może stać się technicznie wykonalnym rozwiązaniem.
Europa w kosmicznym wyścigu
Stary Kontynent ma całkiem dobre karty w tym rozdaniu. Dzięki długiej tradycji współpracy przez Europejską Agencję Kosmiczną, może rozwijać scentralizowaną infrastrukturę dla kosmicznych elektrowni. Brytyjska Space Solar już testuje możliwości produkcyjne na orbicie.
Dr Wei He zachowuje jednak pewien sceptycyzm:
Nie uważam SBSP za główne zmartwienie dla firm zajmujących się magazynowaniem energii, ponieważ jego rozwój pozostaje wysoce niepewny do 2050 roku, pomimo wielkiego potencjału. Magazynowanie energii pozostanie kluczowe teraz i w przyszłości
Jako rozwiązanie na skalę kontynentalną, kosmiczne panele słoneczne mogłyby zapewnić stabilne, bazowe dostawy zielonej energii. To zmniejszyłoby zależność Europy od gazu i zwiększyło bezpieczeństwo energetyczne. Główne agencje kosmiczne już pracują nad ramami regulacyjnymi dla tej technologii. Orbitalne elektrownie słoneczne to jeden z najbardziej obiecujących kierunków rozwoju energetyki. Choć do 2050 roku czeka nas jeszcze wiele technologicznych i ekonomicznych wyzwań, potencjał jest trudny do przecenienia. Sukces będzie zależał od międzynarodowej współpracy, konsekwentnych inwestycji w badania oraz politycznej woli do wspierania tak nowatorskich rozwiązań.