ممکن است در آینده صفحات خورشیدی روی سقف‌ها، نیروگاه‌ها و توربین‌های بادی را که چشم‌انداز ساختمان ها را تغییر می دهند، فراموش شوند و در عوض انرژی خورشیدی مبتنی بر فضا به واقعیت نزدیک باشد. به گفته محققان، مراحل آزمایش و بازرسی بر روی یک برج جدید که می تواند راه را برای انرژی خورشیدی مبتنی بر فضا در چین هموار کند، تکمیل شده است. این اعلامیه به این معنی است که ما یک قدم به مفهومی نزدیکتر شده ایم که مدت هاست کلید بالقوه ای برای حل بحران انرژی و آب و هوای پیش روی زمین محسوب می شود. دانشمندان در 5 ژوئن آزمایش موفقیت آمیزی را انجام دادند که با عنوان اولین نیروگاه خورشیدی کامل (full-link) و تمام سیستم (full-system) در جهان معرفی شد. در این نیروگاه سازه بلند 246 فوتی (75 متری) ساخته شده از فولاد قرار دارد که مجهز به پنج سیستم مختلف است که برای تقویت توسعه نهایی انرژی خورشیدی مبتنی بر فضا طراحی شده است. در سال های اخیر، کشورهای دیگر نیز به انرژی خورشیدی مبتنی بر فضا توجه کرده اند. گزارش ها حاکی از آن است که در ماه مارس، دولت بریتانیا یک پیشنهاد 16 میلیارد پوندی (18.72 میلیارد یورو) را برای ساخت نیروگاه خورشیدی در فضا بررسی کرد. در ایالات متحده، یک مشارکت 100 میلیون دلاری (95.93 میلیون یورو) برای ارائه فناوری پیشرفته برای سیستم انرژی خورشیدی مبتنی بر فضای خود انجام شد. ژاپن همچنین این میدان را بخشی از چشم انداز اکتشاف فضایی آینده خود قرار داده است.
علمی تخیلی یا واقعیت؟
امید این سرمایه گذاری این است که، در تئوری، ماهواره ها بتوانند به طور مداوم فوتون های خورشید را جمع آوری کنند، انرژی را به سلول های فتوولتائیک تبدیل کنند و به صورت بی سیم آن الکتریسیته را به عنوان امواج مایکروویو به گیرنده های روی زمین بازتاب دهند. اگرچه ممکن است این یک سرمایه گذاری مستقیم از یک رمان علمی تخیلی به نظر برسد، اما مفهوم انرژی خورشیدی فضایی جدید نیست. مهندسان و دانشمندان در قرن گذشته این ایده ها را ارائه کرده اند. در تئوری، یک نیروگاه خورشیدی مبتنی بر فضا که در مدار زمین قرار می‌گیرد، مثمر ثمر خواهد بود، زیرا 24 ساعت شبانه‌روز توسط خورشید روشن می‌شود و به آن اجازه می‌دهد به طور مداوم برق تولید کند. این به فناوری مزیت قابل توجهی در مقایسه با سیستم های انرژی خورشیدی روی زمین می دهد که فقط می توانند در طول روز برق تولید کنند و به شدت به آب و هوا وابسته هستند. از آنجایی که پیش بینی می شود مصرف جهانی انرژی تا سال 2050 نزدیک 50 درصد افزایش یابد، این روش تولید برق می تواند نقش مهمی در کمک به برآورده کردن تقاضای رو به رشد و مقابله با بحران آب و هوا ایفا کند.
خورشیدی مبتنی بر فضا با چالش‌های مهمی همراه است
هرچند ممکن است این فناوری در نگاه اول امیدوارکننده به نظر برسد، اما این راه حل مبتنی بر فضا برای مشکلات دنیای واقعی با چالش های مهمی نیز همراه است. اولین، و مسلماً واضح ترین، مانع هزینه است. همانطور که در بالا ذکر شد، کشورها صدها میلیون نفر را در ابتکارات خورشیدی مبتنی بر فضا غرق کرده‌اند و این دلیل خوبی دارد. اکثر سیستم ها مدولار هستند، به این معنی که تعدادی از ماژول های خورشیدی توسط روبات ها یک بار در مدار جمع می شوند. این نوع مونتاژ مستلزم انتقال همه عناصر به فضا است که دشوار، پرهزینه و با آسیب بیشتر به محیط همراه است. مشکل دیگر مربوط به محدودیت خود فضا است. برای انتقال انرژی، الکتریسیته باید قبل از ارسال مجدد به زمین به امواج مایکروویو تبدیل شود. برای انجام این کار، یک آنتن بزرگ برای جمع آوری امواج مایکروویو و تبدیل مجدد آنها به برق نیاز است. یک گیرنده بزرگ نیاز استس (در مقیاس کیلومترها). اندازه آنتن به شدت امواج مایکروویو ارسال شده بستگی دارد. یک آنتن کوچکتر، که امکان پذیرتر و مقرون به صرفه تر باشد، شدت امواج مایکروویو را افزایش می دهد. با این حال، اگر شدت سیگنال مایکروویو بیش از حد باشد، می تواند به اشیاء و حیوانات در معرض پرتو آسیب برساند. همچنین لازم به ذکر است که حداقل 10 درصد کاهش انرژی در اثر تبدیل و تبدیل مجدد وجود خواهد داشت که باعث می شود منبع انرژی آنقدر که در ابتدا به نظر می رسد کارآمد نباشد. به همین ترتیب، باتری های عظیمی برای ذخیره انرژی خورشیدی روی زمین مورد نیاز است، که در حال حاضر یک چالش بزرگ برای صنعت خورشیدی زمینی است.
سرمایه گذاری ارزشمند در آینده؟
مطمئن شدن از سلامت صفحات خورشیدی در فضا نیز چالش برانگیز خواهد بود. آسیب پذیری آنها در برابر زباله های فضایی به این معنی است که آنها به تعمیر و نگهداری مداوم نیاز دارند و همچنین بر خلاف روی زمین باید در برابر تشعشعات سخت شوند. همه این عوامل به طور قابل توجهی هزینه پروژه ها را بالا می برد و این سوال را مطرح می کند که آیا انرژی خورشیدی مبتنی بر فضا واقعا ارزشش را دارد یا خیر. ایده استفاده از این ایده با استفاده از موشک به وضوح بسیار مقرون به صرفه است. البته تا زمانی که شاهد کاهش چشمگیر هزینه تمام اجزای مورد نیاز برای ایجاد این ایستگاه فضایی خورشیدی نباشیم، آنقدر سریع که تصور می شویم، اتفاق نمی افتد. با این حال، علیرغم چالش‌هایی که دارد، این روش علمی تخیلی تولید انرژی می‌تواند سرمایه‌گذاری ارزشمندی در آینده ما باشد. دیر یا زود این فناوری مقرون به صرفه تر خواهد شد، زیرا تحقیقات بیشتری در مورد آن انجام خواهد شد. این فناوری همچنین پیشروی برای فرصت های تحقیق و توسعه هیجان انگیز است. با نگاه به آینده، احتمالاً شاهد این هستیم که این فناوری فضایی (و مشابه) نقش مهمی در تامین انرژی جهانی ایفا کند.
