Naukowcy amerykańskiego Caltech z powodzeniem przesłali energię słoneczną wyprodukowaną w kosmosie do stacji naziemnej. Jak twierdzą, jeszcze nigdy wcześniej nikomu to się nie udało. Co to oznacza dla rozwoju fotowoltaiki?

Kolejny przełom fotowoltaiki w kosmosie 

Energia słoneczna z kosmosu wydaje się być na wyciągnięcie ręki. Parę tygodni temu informowaliśmy o tym, że japońska Krajowa Agencja Kosmiczna planuje już w 2025 roku generować prąd za pomocą satelitów na orbicie ziemskiej. Ale to nie koniec dobrych wieści… Zaledwie kilka dni później ogłoszono kolejny przełom w rozwoju kosmicznej energetyki. Jednak tym razem nie był to sukces Japonii. 

Naukowcy z Caltech (California Institute of Technology) przeprowadzili pierwszy na świecie udany test bezprzewodowego transferu energii z kosmosu do odbiorników zlokalizowanych na Ziemii. To efekt pionierskiego projektu Space Solar Power Project, który rozpoczął się w styczniu. Wtedy grupa wysłała na orbitę okołoziemską satelitę, której jednym z zadań było wyprodukować energię w przestrzeni kosmicznej i dostarczyć ją na naszą planetę. Eksperyment nosi nazwę MAPLE – Microwave Array for Power-transfer Low-orbit Experiment. 

Bezprzewodowy transfer energii na Ziemię

Najpierw eksperci zajęli się testowaniem transferu energii pomiędzy odbiornikami oddalonymi od siebie o 30 cm. Gdy to się udało, moc skierowano w stronę Ziemi. Ku wielkiemu szczęściu naukowców, wiązka mocy dotarła do stacji naziemnej zlokalizowanej w kampusie Caltech. 

O ile nam wiadomo, nikt nigdy nie zademonstrował bezprzewodowego transferu energii w kosmosie, nawet przy użyciu drogich, sztywnych struktur. My dokonaliśmy tego za pomocą lekkich, elastycznych struktur i własnych układów scalonych. To pierwsze tego typu osiągnięcie – podsumował prof. Ali Hajimiri, współdyrektor zespołu SSPP. 

Niestety moc przesłana na Ziemię nie była użyteczna. Nie ma jednak wątpliwości, że to dokonanie stanowi istotny przełom dla produkcji energii na orbicie ziemskiej. Jednak zanim fotowoltaika w kosmosie stanie się rzeczywistością, przed nami jeszcze sporo wyzwań. 

Panele słoneczne są już wykorzystywane w kosmosie, np. do zasilania Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, ale, aby wynieść i wdrożyć wystarczająco duże ogniwa, które dostarczyłyby energię na Ziemię, musimy zaprojektować i stworzyć systemy przesyłu energii słonecznej, które są ultralekkie, tanie i elastyczne – wyjaśnił prof. Harry Atwater, jeden z głównych badaczy pracujących przy tym projekcie. 

Jak powstaje energia w kosmosie?

Orbita okołoziemska jest idealnym miejscem do produkcji energii słonecznej z bardzo prostego powodu. Czas pracy paneli fotowoltaicznych zlokalizowanych w kosmosie nie jest zależny od pory dnia, pór roku ani warunków atmosferycznych. W konsekwencji energia może być produkowana bez przerwy, a następnie zamieniana w mikrofale, dzięki którym będzie wysyłana do naziemnych stacji odbiorczych, a tam przekształcana w prąd. 

Koncepcja produkcji energii elektrycznej w kosmosie polega na umieszczeniu paneli solarnych na orbicie okołoziemskiej, aby produkowały energię słoneczną na wysokości 36 tys. km. Następnie ma być ona zmieniana w mikrofale, czyli promieniowanie elektromagnetyczne stosowane m.in. w kuchenkach mikrofalowych i wysłana do naziemnych stacji odbiorczych, gdzie będzie przekształcana w energię elektryczną. 

Naukowcy z Caltech chcieliby tego dokonać za pomocą składanych paneli o objętości 1 m3, które po rozłożeniu będą mierzyć 50×50 m. Powierzchnia pokryta ogniwami fotowoltaicznymi będzie zwrócona w kierunku Słońca, natomiast druga strona pokryta lekkimi transmiterami energii w kierunki Ziemi. 

Źródło: caltech.edu, naukawpolsce.pl

Fot. główna: Canva

Artykuł stanowi utwór w rozumieniu Ustawy 4 lutego 1994 r. o prawie autorskim i prawach pokrewnych. Wszelkie prawa autorskie przysługują swiatoze.pl. Dalsze rozpowszechnianie utworu możliwe tylko za zgodą redakcji.