Pondělí, 26 února, 2024
budoucnostNovéTechnologieVědaVesmírVšechny články

Elektřinu budeme dostávat přímo z oběžné dráhy

solar system, planets, planetary system
Zdroj: WikiImage/Pixabay

Pro nikoho není tajemstvím, že solární energie je jedním z nejlepších tzv. obnovitelných zdrojů elektřiny. Vedle vodní a větrné energie je nejrychleji rostoucím odvětvím zelené energie a na celosvětové výrobě elektřiny se podílí již 3,6 %, píše Spider Web.

Výroba energie ze slunečního záření má jeden problém: je neefektivní, pokud k solárním panelům nedopadá dostatek světla. Jak to lze napravit? Jednou z možností je, že můžete stavět solární farmy v oblastech, kde je co nejmenší oblačnost. V takovém případě se však mohou výrazně zvýšit náklady na přenos energie, protože oblasti s největším slunečním svitem na Zemi nejsou zároveň oblastmi s největší poptávkou po energii.

Slunce ve vesmíru svítí vždy

Je také možné udělat to, co se podařilo vědcům z projektu Space Solar Power Project (SSPP) na Kalifornském technologickém institutu v Pasadeně v USA, tedy vyvinout metodu, jak získávat energii ze Slunce a přenášet ji na Zemi tam, kde nejsou mraky – ve vesmíru.

Nově vyvinutá technologie pro bezdrátový přenos energie z oběžné dráhy se označuje jako MAPLE (z anglického Microwave Array for Power-transfer Low-orbit Experiment). Jedná se o platformu, která využívá mikrovlnné vysílače umístěné na nízké oběžné dráze Země. Celá soustava byla zkonstruována s využitím známých a cenově dostupných technologií, které využívají křemík k získávání sluneční energie a jejímu přenosu do konkrétních přijímacích stanic po celém světě.

earth, moon, transit
Zdroj: 0fjd125gk87/ pixabay

Důležitost malé hmotnosti a rozměrů

Klíčovým faktorem je, stejně jako u všech vesmírných projektů, nízká hmotnost a nízká cena. Aby si celý projekt v budoucnu získal dostatečný počet zákazníků, měly by být jeho družice co nejlehčí, aby se minimalizovaly náklady na jejich vynesení do vesmíru. Zároveň musí být konstruovány tak, aby se vešly do nákladového prostoru v horní části kosmické rakety, aniž by ztratily své vlastnosti. Profesor Harry Atwater, jeden z hlavních členů výzkumného týmu odpovědného za novou technologii, vysvětluje: „Solární panely se již ve vesmíru používají, například k napájení Mezinárodní vesmírné stanice, ale k vypuštění a rozmístění dostatečně velkých polí, která by poskytovala energii na Zemi, potřebujeme navrhnout a vyvinout systémy přenosu solární energie, které jsou ultralehké, levné a flexibilní.“ Každá jednotka váží přibližně 50 kilogramů. Velikost každé družice umožňuje, aby se vešla do objemu přibližně jednoho krychlového metru. Jakmile se dostane na oběžnou dráhu, rozbalí se a dosáhne velikosti asi 50 m.

Dalším rysem technologie MAPLE je speciální utěsnění všech součástí družice, protože musí být schopny odolat extrémním teplotním výkyvům. Na jedné straně musí být schopny nerušeně fungovat na slunečním světle, na druhé straně se nesmí poškodit, když se ocitnou na „noční“ straně Země v chladné temnotě vesmíru.

Antény družice tohoto programu jsou umístěny ve dvou skupinách po 16 anténách. Fungování celého systému na oběžné dráze vyžaduje velmi přesnou kalibraci, aby nasbíraná energie dorazila k určenému cíli přesně a v přesně určený čas.

Při experimentu byla stejnosměrná elektřina generovaná ve vesmíru použita k napájení dvojice světel LED, aby byl demonstrován celý proces bezdrátového přenosu energie. Technologie MAPLE úspěšně zajistila rozsvícení každé LED diody, což zpečetilo úspěch celého pokusu. Kromě toho družice vysílala paprsek energie, který byl po dosažení Země detekován přijímačem obsluhovaným týmem vědců z Caltechu. Vysílání energie bylo přijato přesně v očekávaném čase a na očekávané frekvenci a vyznačovalo se předpokládaným „posunem“ v důsledku pohybu vozidla na oběžné dráze.

Je to poprvé, co se vědcům něco podobného podařilo. Tuto technologii budou dále rozvíjet, aby ji bylo možno v budoucnu reálně využívat pro získávání energie pro obyvatele Země.