Solární elektrárny ve vesmíru. Jak by mohly pomoci planetě
Ještě v minulém století by šlo jen o výplod fantazie několika vědců. Zařízení vyrábějící elektrický proud ve vesmíru, jsou ale dnes o něco blíže realitě a na jejich vývoji se již pracuje. Evropská kosmická agentura má do budoucna jasné cíle a již teď financuje projekty, aby se tato sci-fi představa stala skutečností.
Nedokonalá technologie
Žijeme v době, kdy mnohé živočišné druhy na základě klimatické změny vymírají, mění se vegetace, tají ledovce a hladina moře stoupá. Takový proces může mít nebezpečné dopady, a proto se mu státy snaží společně zabránit. Jedním ze způsobů je omezení spalování fosilních paliv, které produkují značné množství CO2, a přechod na obnovitelné zdroje energie.
Solární či větrné elektrárny dokáží produkovat vysoké množství energie, ovšem jen ve chvíli, kdy k tomu jsou dobré podmínky, tedy sluneční svit a vítr. Elektrická energie je ale potřeba stále. Proto je třeba zajistit způsob, jak tyto problémy vyřešit a energii získávat stále, a později ji uchovávat.
Umístění panelů do vesmíru
Solární elektrárny na Zemi zabírají spoustu místa a jsou naplno efektivní jen ve chvíli, kdy svítí slunce. Jsou proto vhodné jen na některá místa, a to jen v určitém ročním období. To je všem způsobeno tím, že se Země otáčí a mění se podmínky.
Kdyby se solární elektrárna nacházela ve vesmíru, znamenalo by to, že by měla neustálý zdroj paprsků. Slunce je totiž směrem k Zemi vysílá neustále a naše planeta jich absorbuje jen část a zbytek odrazí zpět. Solární panely ve vesmíru by tak mohly všechno toto světlo přeměnit na energii, kterou tak potřebujeme k životu. Takový koncept vymyslel v roce 1941 Isaac Asimov, který ho pojal spíše jako sci-fi a později v roce 1968 vytvořil první návrh s reálnými prvky inženýr Peter Glaser. Od roku 2008 se tak například NASA intenzivně zabývá podobným řešením.
|
Zajímavost |
|---|
|
V roce 1968 přišel s nápadem solárních elektráren ve vesmíru česko-americký vědec Peter Glaser a o pět let později získal i potřebný patent. Tuto myšlenku převzala později NASA a ministerstvo energetiky v USA. Peter Glaser se tak stal čestným poradcem NASA. V naší zemi je o něm jen málo slyšet, jelikož po roce 1948 odešel do USA, aby zde mohl ve výzkumu svobodně pokračovat. |
Zcela ekologická?
Bohužel je stále nutné myslet na skutečnost, že raketa, která by panely o velikosti desítek kilometrů čtverečních vynesla do vesmíru, není zcela v souladu s ekologickým smýšlením. Spalování paliva má na svědomí výraznou uhlíkovou stopu. Pokud jde o vodíkový pohon, který se zdá ekologický, CO2 je produkována ve chvíli, kdy se vodíkové palivo na Zemi vyrábí. Kromě toho se na oběžnou dráhu dostává při každém letu také nový odpad, který by v budoucnu mohl lety do vesmíru značně ztížit.
Spojení menších částic
Aby proces nebyl tak náročný, navrhují vývojáři vytvořit menší satelity, které by se později ve vesmíru spojily. Důležité je také, aby solární panely byly lehké a mohly se jednoduše pohybovat. Odborníci na 3D tisk z univerzity v Liverpoolu například navrhují, aby se jednotlivé články tiskly na 3D tiskárně.
Zatím se jeden drobný cíl podařil Národnímu úřadu pro letectví a vesmír. Zkušebně totiž instalovali v roce 2009 při letu STS-119 solární panely, které generují 84 – 140 kilowattů elektřiny. To je přibližně hodnota, která by dokázala pokrýt kole čtyřiceti domácností. Zatím se ovšem získaná energie používá jen pro provoz baterií vesmírné stanice, nikoli pro účely na Zemi. Aby ale energie z vesmíru mohla pokrýt veškerou spotřebu na Zemi, je třeba vymyslet efektivnější zařízení a také mnohonásobně rozměrnější.
Čínský návrh Omega
Představitel vývojářů systému Omega, Pang Zhihao, uvedl, že by panely měli obíhat ve výšce 36 000 kilometrů nad Zemí, a to již roku 2050. Využívaly by sluneční energii neustále, a omezením by tím pádem nebylo špatné počasí nebo noc, jako je tomu na Zemi. Testovací zařízení o velikosti 133 546 m² se zatím staví v Číně v v okrese Bong v Čchung-čching a hlavním cílem je pozorovat vliv mikrovln na solární zařízení. Zařízení by také ve výsledku mělo být do vesmíru dopraveno postupně a následně spojeno, aby byly minimalizovány náklady na dopravu.
Vesmírná solární elektrárna by měla vytvářet 2GW energie, které by poté čerpala Země. To je ovšem další otázkou, kterou je třeba vyřešit. Postavení kabelů z vesmíru na Zem je nemožné, a proto se zdá, že zatím jediným řešením je přenos energie pomocí elektromagnetického pole a energetických vln. Ty by na Zemi zachycovala anténa a dále rozšiřovala do potřebných oblastí. Takovou energií by podle vývojářů mohla být nejprve nabíjeny elektromobily, později by se mohly přidat se spotřebou domácnosti a až nakonec, kdy bude vše prověřeno, by energie mohla zásobovat i velké podniky.
Pang Zhihao také připomíná, že by 3D tisk mohl fungovat i rovnou ve vesmíru, čímž by se opět minimalizovali náklady na dopravu. Takový nápad ale stále nebyl podložen reálnými plány.
