انرژی خورشیدی مبتنی بر فضا (SBSP) فرآیندی شامل جمعآوری انرژی خورشید در فضا و سپس انتقال بیسیم آن به زمین است. انرژی خورشیدی منبعی عالی از انرژی پاک است که توانایی تأمین انرژی بیش از آنچه جهان مصرف میکند یا پیشبینی میشود در آینده مصرف کند را دارد. ما در شرکت نورسان انرژی تلاش می کنیم تا شما را با جدیدترین فناوریها و اطلاعات مرتبط با انرژی خورشیدی آشنا کنیم. با ما همراه باشید.
فرآیند فناوری انرژی خورشیدی مبتنی بر فضا شامل استفاده از پنلهای خورشیدی برای جمعآوری انرژی خورشید در فضا با استفاده از بازتابندهها یا آینهها است که تابش خورشیدی را به پنلها هدایت میکنند و سپس انرژی تولیدشده از طریق مایکروویو یا لیزر به زمین منتقل میشود. انرژی روی زمین توسط یک آنتن مایکروویو دریافت میشود.
طبق گفته انجمن ملی فضا، انرژی خورشیدی مبتنی بر فضا پتانسیل آن را دارد که از مجموع سایر منابع انرژی پیشی بگیرد. آنها استدلال میکنند که انرژی خورشیدی فضایی میتواند مقادیر زیادی انرژی با اثرات منفی بسیار کم بر محیط زیست تولید کند و همچنین میتواند مشکلات انرژی و انتشار گازهای گلخانهای فعلی را حل کند.
تقاضای انرژی در دنیا رو به افزایش است
مصرف جهانی انرژی و روندهای کنونی نشان میدهد که مصرف انرژی جهان همچنان در حال رشد است. طبق گزارشی از دانشگاه آکسفورد، مصرف جهانی انرژی در حال حاضر بیش از ۱۶۰,۰۰۰ تراواتساعت در سال است. اگرچه استفاده از انرژیهای تجدیدپذیر، سرمایهگذاریها و کاربرد آنها در حال افزایش است، نفت، زغالسنگ و گاز هنوز بیش از ۸۰٪ انرژی مصرفی جهان را تأمین میکنند.
پیشبینیهای فعلی نشان میدهد جمعیت جهان تا سال ۲۰۵۰ به ۹٫۷ میلیارد نفر خواهد رسید و با افزایش جمعیت، مصرف انرژی جهان نیز تا ۵۰٪ افزایش خواهد یافت. علاوه بر این، تأثیرات تغییرات اقلیمی در حال تسریع است. با توجه به اینکه بخش بزرگی از انرژی جهان از سوختهای فسیلی تأمین میشود، این سوختها به شدت به افزایش تغییرات اقلیمی کمک میکنند. بسیاری از کشورها در حال اصلاح سیاستهای اقلیمی خود هستند تا وابستگی به سوختهای فسیلی در تولید انرژی را کاهش دهند.
مقایسهای نشان میدهد انرژی خورشیدی امروز ایمنترین منبع انرژی است، اگرچه هنوز سهم کمی در تولید انرژی جهانی دارد. نرخ مرگومیر ناشی از تولید انرژی خورشیدی ۱۲۳۰ برابر کمتر از زغالسنگ است و یکی از کمترین میزان انتشار CO₂ را دارد، با ۵ گرم معادل CO₂ به ازای هر کیلوواتساعت.
در نورسان انرژی بخوانید:
خرید پنل خورشیدی با بهترین قیمت و ضمانت اصالت | پنل خورشیدی چیست؟
انرژی خورشیدی مبتنی بر فضا چیست؟
سیستمهای انرژی خورشیدی مبتنی بر فضا (SBSP) شامل یک مجموعه از ماهوارههای بسیار بزرگ در مدار نزدیک به زمین هستند، جایی که خورشید بیش از ۹۹ درصد زمان قابل مشاهده است.
این ماهوارهها با استفاده از بازتابندههای شبیه آینه، انرژی خورشیدی را جمعآوری کرده و آن را به یک نقطه ثابت و امن روی زمین میتابانند (بدون نیاز به هیچ رباتی). در آنجا انرژی دریافت شده به برق تبدیل شده و به شبکه انرژی تحویل داده میشود تا بتواند به خانهها و کسبوکارها منتقل شود.
مزایای انرژی خورشیدی فضایی
انرژی خورشیدی مبتنی بر فضا مزایای متعددی دارد؛ برخلاف پنلهای خورشیدی روی سقف خانهها که فقط در طول روز برق تولید میکنند، انرژی خورشیدی فضایی میتواند بهصورت مداوم، ۲۴ ساعت در روز و ۹۹٪ سال برق تولید کند. این به دلیل این است که برخلاف زمین، در فضا شب و روز وجود ندارد و ماهوارهها حداکثر ۷۲ دقیقه در شب در سایه زمین قرار میگیرند.
پنلهای خورشیدی فضایی میتوانند بهطور مداوم ۲۰۰۰ گیگاوات نیرو تولید کنند. این میزان ۴۰ برابر بیشتر از تولید سالانه یک پنل خورشیدی روی زمین و همچنین چندین برابر بالاتر از بازدهی بالاترین پنلهای خورشیدی فعلی است. علاوه بر این، انرژی خورشیدی مبتنی بر فضا هیچ گاز گلخانهای تولید نمیکند، برخلاف سایر منابع انرژی مانند هستهای، زغالسنگ، نفت، گاز و اتانول. کمترین میزان انتشار CO₂ در منابع فعلی انرژی متعلق به نیروگاههای هستهای است که ۵ گرم معادل CO₂ به ازای هر کیلوواتساعت تولید میکنند. انرژی خورشیدی فضایی تقریباً هیچ پسماند خطرناکی برای محیط زیست ایجاد نمیکند، در مقایسه با انرژی هستهای.
آیا دریافت انرژی خورشیدی در فضا عملیاتی شده است؟
با اینکه انرژی خورشیدی فضایی مفهومی نوآورانه است، هنوز قادر به راهاندازی کامل یک سیستم در فضا نیستیم. راهاندازی چنین سیستمهایی بسیار پرهزینه است؛ در واقع، هزینه آن تقریباً ۱۰۰ برابر بیش از هزینههای جاری انرژی است.
در نورسان انرژی بخوانید:
احداث نیروگاه خورشیدی | هزینه، مراحل اجرا و فرصتهای سرمایهگذاری ۱۴۰۴
یکی از دلایل هزینههای بالا، هزینه بالای پرتاب پنلها به فضا است، که عمدتاً به دلیل نسبت بالای جرم به وات تولیدی پنلهای فعلی است. به عبارت دیگر، پنلهای خورشیدی فعلی به ازای هر وات تولیدی بیش از حد سنگین هستند و این امر باعث غیرعملی شدن پروژه میشود.
دلایل دیگر هزینههای بالا شامل هزینه بالای حملونقل مواد به فضا است. زیرا حمل سایر مواد مورد نیاز به فضا نیازمند چندین پرتاب شاتل فضایی است و این شاتلها هنوز قابل استفاده مجدد نیستند. بنابراین، نه تنها پرتاب پنلها هزینهبر است، بلکه انتقال سایر مواد نیز پرهزینه است.
تحقیقات و مهندسی زیادی در حال انجام است تا راههای مقرونبهصرفهتر برای پرتاب پنلهای خورشیدی فضایی و سیستمهای پرتاب پیدا شود. محیط فضا همچنین دارای چندین خطر است که میتواند به پنلها آسیب برساند، از جمله زبالههای فضایی و تشعشعات شدید خورشیدی که میتوانند عمر پنلها را تا ۸ برابر سریعتر از پنلهای زمینی کاهش دهند.
در نهایت، امکان هدر رفتن مقادیر زیادی انرژی در حین انتقال از فضا به زمین وجود دارد. بنابراین، دانشمندان و مهندسان باید به تحقیقات و توسعه خود ادامه دهند تا اطمینان حاصل شود که انرژی در این فرآیند به حداقل میرسد.
پروژهها و پیشرفتهای فعلی انرژی خورشیدی مبتنی بر فضا
پیشرفتهایی در ساخت سیستمهای پرتاب قابل استفاده مجدد در حال انجام است. موفقیت در این زمینه هزینه حمل به فضا و در نتیجه کل هزینه انرژی خورشیدی فضایی را کاهش خواهد داد. نمونهای از این پیشرفت، شرکت SpaceX است که در حال کار روی وسایل نقلیه پرتاب قابل استفاده مجدد است تا برای حملونقل به فضا مورد استفاده قرار گیرد.
در ژاپن، محققان توانستند انرژی الکتریکی را با استفاده از مایکروویو بهصورت بیسیم منتقل کنند. آنها ۱٫۸ کیلووات انرژی الکتریکی را به مایکروویو تبدیل کردند و با دقت به گیرندهای که ۵۵ متر فاصله داشت منتقل کردند. این پیشرفت فناوری، گامی به سوی واقعی شدن انرژی خورشیدی فضایی بود. ژاپن همچنین سیستمهای خورشیدی فضایی را به بخشی از چشمانداز آینده کاوش فضایی خود تبدیل کرده است.
چشمانداز آینده انرژی خورشیدی فضایی
سوختهای فسیلی محدود هستند و در نهایت تمام خواهند شد. طبق پیشبینیها، نفت و گاز طبیعی ممکن است ظرف ۵۰ سال و تولید زغالسنگ در ۱۱۵ سال آینده به پایان برسد. با ادامه تحقیقات و سرمایهگذاریها، احتمال بالایی وجود دارد که انرژی خورشیدی فضایی آینده قابل اعتمادی برای انرژی دنیا باشد.
یک مطالعه جدید که توسط دولت بریتانیا سفارش داده شده نشان میدهد که انرژی خورشیدی مبتنی بر فضا (SBSP) میتواند تا سال ۲۰۴۰ به منبع انرژی اقتصادی و قابلتوجه تبدیل شود. با کاهش چشمگیر هزینههای پرتاب پیشبینی شده برق تولید شده در مدار و ارسال آن به زمین میتواند با فناوریهای تثبیتشده مانند انرژی هستهای و انرژی جزر و مد رقابت کند.
اگر هزینه انرژی خورشیدی فضایی کاهش یابد، احتمالاً به منبع اصلی انرژی پایدار تبدیل خواهد شد که هیچگاه کم نمیشود. بازیگران اصلی مانند چین، که برنامههای زمانی اجرای فناوری در فضا را دارند، میتوانند درسهای کلیدی برای بهبود فناوری در آینده ارائه دهند.
سخن پایانی
آینده انرژی جهان به سمت انرژی خورشیدی حرکت میکند و این موضوع اهمیت سرمایهگذاری در این حوزه را بیش از پیش نشان میدهد. شرکت نورسان انرژی آریا، به عنوان یکی از بزرگترین شرکتهای فعال در زمینه ساخت نیروگاه خورشیدی صنعتی و خانگی، همواره در مسیر بهرهگیری از فناوریهای پیشرفته برای تأمین انرژی، جزو شرکت های پیشرو در ایران و خاورمیانه محسوب میشود.