NASA, European Space Agency (ESA) och den brittiska regeringen raderar en decennier gammal idé att överföra rymdbaserad solenergi till jorden från ett antal satelliter i omloppsbana som drivs av en laser eller mikrovågsugn för att hjälpa till att uppnå noll koldioxidutsläpp. År 2050 gör andra länder, inklusive Kina, Japan och Sydkorea, samma sak.
En gång avvisades som tekniskt omöjlig och kostsam även med tillgänglig teknik, rymdbaserad solenergi (SPI) utses återigen som en potentiell oändlig källa till ren energi, eftersom offentliga och privata sektorer i rymdintensiva länder nu menar allvar med utvecklingen. tänka på ett sätt. egna SBSP-system.
Den brittiska regeringens Department of Business, Energy and Industrial Strategy har beställt en studie som släpptes i september 2021 av brittiska Fraser-Nash Consultancy. Rymdbaserad solenergi frigör vägen till noll risk, Studien identifierade följande som förare som är återintresserade av SBSP.
- Det finns nu en ny politisk vilja när länder söker olika tekniker för att minska koldioxidutsläppen i sina ekonomier och nå noll till 2050.
- Efter att privata företag kommit in på marknaden sjönk kostnaden för att lansera kommersiella lokaler kraftigt.
- Nya högmodulerade solid-state solenergisatellitkonstruktioner som SPS-Alpha och CASSIOPeiA är designade för kommersiell produktion i stora volymer. Detta minskar också kostnaderna.
- Teknikerna som behövs för att göra SBSP till verklighet har anlänt. Dessa inkluderar högkoncentrerade solcellspaneler (PV), trådlös kraftöverföring och rymdrobotik.
- Länder ser sin förmåga att tillhandahålla obegränsad energi från rymden till vilken del av planeten som helst som ett medel för globalt inflytande, inte bara i Storbritannien och Europa, utan även i USA, Kina, Japan och Sydkorea.
Enligt prognoserna från det brittiska departementet för affärs-, energi- och industristrategi, nivåvärdet på el (LCOE), som mäter det genomsnittliga nettonuvärdet av elproduktion under anläggningens livslängd, som kommer att tas i drift 2040.
Källa: Space-Based Solar Energy — Risking the Road to Zero.
I slutet av maj berättade Nikolai Joseph, en politisk analytiker vid NASA:s Bureau of Technology, Policy and Strategy, till US National Space Societys internationella rymdutvecklingskonferens att NASA omvärderade SBSP:s lönsamhet efter att ha övergett konceptet. som outvecklade för decennier sedan.
Liksom den brittiska regeringen har NASA beställt sin egen forskning för att ompröva tidigare koncept för att samla solenergi i rymden och skicka den till jorden för att driva den som el till lokala elnät. Enligt branschmedia kommer studien att jämföra jordbaserade energisystem och bedöma kostnaderna och policyfrågorna relaterade till implementeringen av konceptet. SpaceNews.
Forskning som förbjuder utgifter går tillbaka till 1970-talet. Joseph sa på konferensen att som en del av nylanseringen hade NASA diskuterat SBSP med de amerikanska rymdstyrkorna och andra “tekniska organ”. NASA planerar att slutföra studien för att presentera den vid den internationella astronautiska kongressen i Paris i september.
SBSP Research US Defense Finance
Storbritanniens Fraser-Nash-studie sa när studien publicerades att det amerikanska energidepartementet inte hade någon civil energipolitik på SBSP.
Washington genomförde dock ett försvarsforskningsprogram på 180 miljoner dollar under ledning av Northrop Grumman och US Air Force Research Laboratory (AFRL) för att utveckla och demonstrera teknik, inklusive lätta sandwichpaneler PV/RF-moduler och infällbara speglar. . SSPIDR-projektet (Space Solar Energy Growth Development and Research), säger Fraser-Nash.
US Marine Research Laboratory genomförde också experiment med insamling och omvandling av energi i rymden på rymdfarkosten X-37B.
Storbritannien har utvärderat designen av två basladdade solsatelliter (SPS) och meddelat att de är tekniskt möjliga att sända SBSP till Storbritannien: SPS-Alpha utvecklad av Mankins Space Technology i USA och CASSIOPeiA utvecklad av International Electric Company i Storbrittanien. Båda är massproducerade modulära, solid state-designer.
Från den geosynkrona omloppsbanan kommer CASSIOPeiA (fast diafragma, solid state, integrerad, orbital phase array) att omvandla solstrålning till mikrovågor som sänds ut av en jordbaserad likriktarantenn som matas till ett lokalt elnät. SPS-Alpha fungerar även som mikrovågssändare.
Kinas Chongqing Civil-Military Integration Joint Innovation Research Institute genomför experiment på kraftstrålar och bygger en SBSP-testanläggning. En brittisk studie noterade att Kina inrättade en ny kommitté för rymdsolenergi i mars 2021, en tydlig fortsättning på SBSP-färdplanen som tillkännagavs 2015 av Chinese Academy of Space Technology.
Tillsammans med flera privata organisationer är Korean Electrotechnology Research Institute involverat i energistrålningsverksamhet, och Japan Aerospace Exploitation Agency har genomfört experiment med trådlös kraftöverföring i rymden i enlighet med sin färdplan för kommersiell utveckling av SBSP.
ESA försöker utveckla en affärsmodell för SBSP
I Under det första kvartalet 2022 ingick ESA kontrakt för två separata kostnads-nyttoanalysstudier, var och en baserad på en annan teknisk lösning, för att utveckla en affärsmodell för att tillhandahålla SBSP till Europa med hjälp av orbital solkraftverk och ytförnybara kraftverk. Frazer-Nash kommer att slutföra en studie; München-baserade konsultföretaget Roland Berger kommer att utveckla en annan, båda planerade att släppas under sensommaren 2022, enligt ESA.
I januari sa ESA att man skulle finansiera 13 av de 85 förslag man fick efter att byrån efterlyst idéer för SBSP genom Open Space Innovation Platform. Som ESA förklarar på sin hemsida: “Närmar oss den teoretiska överföringseffektiviteten för elektromagnetiska vågor (50-60%)… Vi kan producera cirka 400 W el per kvadratmeter i markmottagare, vilket är två till tre gånger mer än vi producerar. kan ta emot från samma område av yt-PV-panelen, “24/7.
En nyligen publicerad artikel i Forbes magazine säger att mikrovågsstrålningssystem kan sända upp till 1 GW till markbaserade mottagare tillräckligt för att driva en stor stad, medan lasersystem genererar 1-10 MW energi för varje satellit. därför krävs ett nätverk av hundratals satelliter. .
