تاریخ انتشار : ۱۴۰۱/۰۱/۱۶ ساعت ۱۹:۱۲
کد مطلب : ۳۲۹۷۹۵
یک نیروگاه خورشیدی در فضا ساخته می‌شود
گروه علمی: سازمان‌های فضایی برای استفاده از انرژی خورشید، در حال ساخت نیروگاه‌هایی در فضا هستند. دولت انگلیس در حال بررسی پیشنهادی ۱۶ میلیارد پوندی برای ساخت یک نیروگاه خورشیدی در فضا است.استفاده از انرژی خورشیدی در فضا یکی از اهداف سازمان‌های فضایی و دولت‌های جهان است. به گفته Jovana Radulovic، رئیس دانشکده مهندسی مکانیک و طراحی، دانشگاه پورتسموث ساخت نیروگاه خورشیدی در فضا، یکی از راهکار‌های دولت انگلیس برای دستیابی به صفر خالص تا سال ۲۰۵۰ است.
نیروگاه خورشیدی در فضا چگونه کار می‌کند؟
یکی از فعالیت‌های این نیروگاه ها، جمع آوری انرژی خورشیدی در فضا و انتقال آن به سیاره زمین است. نیروگاه فضایی مبتنی بر انرژی خورشیدی شامل یک ماهواره و یک فضاپیمای مجهز به صفحات خورشیدی است. این پنل‌ها الکتریسیته تولید کرده و به صورت بی سیم از طریق امواج رادیویی با فرکانس بالا به زمین منتقل می‌شوند. از آنتن زمینی rectenna برای تبدیل امواج رادیویی به الکتریسیته استفاده می‌شود. سپس الکتریسیته تولید شده به شبکه برق تحویل داده می‌شود. این نیروگاه خورشیدی در فضا در تمام طول شبانه روز و با انرژی خورشید روشن شده و توان تولید برق را دارد. سیستم‌های انرژی خورشیدی روی زمین فقط در طول روز برق تولید می‌کنند. تولید برق در این نیروگاهی زمینی به تغییرات آب و هوا بستگی دارد.
بر اساس پیش بینی ها، تقاضای جهانی انرژی تا سال ۲۰۵۰، پنجاه درصد افزایش می‌یابد. نیروگاه خورشیدی در فضا راهی برای پاسخگویی به این چالش و مقابله با افزایش دمای سیاره زمین است. نیروگاه خورشیدی در فضا بر اساس یک طراحی مدولار است. در آن تعدادی ماژول خورشیدی در مدار گردهم می‌آیند. وظیفه جمع آوری این ماژول‌ها برعهده ربات‌ها است. البته انتقال همه این عناصر به فضا دشوار، پرهزینه و برای محیط زیست خطرآفرین است.
چالش‌های ساخت نیروگاه در فضا
یکی از چالش‌های ساخت نیروگاه در فضا وزن پنل‌های خورشیدی است. دانشمندان با توسعه سلول‌های خورشیدی این موضوع را حل کردند. از نظر فنی، تولید یک نیروگاه خورشیدی در فضا به دلیل پیشرفت در فناوری از جمله توسعه سلول‌های خورشیدی، انتقال انرژی بی‌سیم و صنعت رباتیک فضایی، امکان‌پذیر است. البته مونتاژ یک نیروگاه خورشیدی به پرتاب‌های شاتل‌های فضایی نیاز دارد. هدف از ساخت این نیروگاه فضایی، کاهش انتشار کربن در درازمدت است؛ اما با پرتاب شاتل‌های فضایی انتشار گاز‌های گلخانه‌ای بیشتر می‌شود. شرکت اسپیس ایکس در حال کار بر روی تغییر شاتل‌های فضایی هستند. امکان استفاده مجدد از سیستم‌های پرتاب هزینه ساخت نیروگاه خورشیدی در فضا را کاهش می‌دهد.
از دیگر چالش‌های ساخت یک نیروگاه فضایی مبتنی بر انرژی خورشیدی، آسیب به پنل‌های خورشیدی بر اثر برخورد با زباله‌های فضایی است. علاوه بر این، جو زمین از پنل‌های موجود در فضا محافظت نمی‌کند. قرار گرفتن در معرض تشعشعات خورشیدی باعث کاهش قدرت آن‌ها می‌شود. انتقال برق بی سیم از یک ماهواره خورشیدی در فضا به زمین دشوار است. با امکانات موجود تنها بخشی از انرژی خورشیدی جمع آوری شده به زمین می‌رسد.
برخی فعالیت ها در زمینه ساخت نیروگاه خورشیدی در فضا
آزمایشگاه تحقیقاتی نیروی دریایی آمریکا یک ماژول خورشیدی و سیستم تبدیل نیرو را دو سال پیش در فضا آزمایش کرد. مقامات چینی هم از پیشرفت در ایستگاه انرژی خورشیدی فضایی Bishan با هدف داشتن یک سیستم کارآمد تا سال ۲۰۳۵ خبر داده اند. احتمالا نیروگاه خورشیدی انگلیس در سال ۲۰۴۰ به شکل رسمی شروع به کار می‌کند. قطر این ماهواره خورشیدی ۱.۷ کیلومتر و وزنش حدود ۲۰۰۰ تن است. این ماهواره ۲ گیگاوات برق را به انگلیس ارسال می‌کند.
نیروگاه خورشیدی در فضا چگونه کار می‌کند؟
یکی از فعالیت‌های این نیروگاه ها، جمع آوری انرژی خورشیدی در فضا و انتقال آن به سیاره زمین است. نیروگاه فضایی مبتنی بر انرژی خورشیدی شامل یک ماهواره و یک فضاپیمای مجهز به صفحات خورشیدی است. این پنل‌ها الکتریسیته تولید کرده و به صورت بی سیم از طریق امواج رادیویی با فرکانس بالا به زمین منتقل می‌شوند. از آنتن زمینی rectenna برای تبدیل امواج رادیویی به الکتریسیته استفاده می‌شود. سپس الکتریسیته تولید شده به شبکه برق تحویل داده می‌شود. این نیروگاه خورشیدی در فضا در تمام طول شبانه روز و با انرژی خورشید روشن شده و توان تولید برق را دارد. سیستم‌های انرژی خورشیدی روی زمین فقط در طول روز برق تولید می‌کنند. تولید برق در این نیروگاهی زمینی به تغییرات آب و هوا بستگی دارد.
بر اساس پیش بینی ها، تقاضای جهانی انرژی تا سال ۲۰۵۰، پنجاه درصد افزایش می‌یابد. نیروگاه خورشیدی در فضا راهی برای پاسخگویی به این چالش و مقابله با افزایش دمای سیاره زمین است. نیروگاه خورشیدی در فضا بر اساس یک طراحی مدولار است. در آن تعدادی ماژول خورشیدی در مدار گردهم می‌آیند. وظیفه جمع آوری این ماژول‌ها برعهده ربات‌ها است. البته انتقال همه این عناصر به فضا دشوار، پرهزینه و برای محیط زیست خطرآفرین است.
چالش‌های ساخت نیروگاه در فضا
یکی از چالش‌های ساخت نیروگاه در فضا وزن پنل‌های خورشیدی است. دانشمندان با توسعه سلول‌های خورشیدی این موضوع را حل کردند. از نظر فنی، تولید یک نیروگاه خورشیدی در فضا به دلیل پیشرفت در فناوری از جمله توسعه سلول‌های خورشیدی، انتقال انرژی بی‌سیم و صنعت رباتیک فضایی، امکان‌پذیر است. البته مونتاژ یک نیروگاه خورشیدی به پرتاب‌های شاتل‌های فضایی نیاز دارد. هدف از ساخت این نیروگاه فضایی، کاهش انتشار کربن در درازمدت است؛ اما با پرتاب شاتل‌های فضایی انتشار گاز‌های گلخانه‌ای بیشتر می‌شود. شرکت اسپیس ایکس در حال کار بر روی تغییر شاتل‌های فضایی هستند. امکان استفاده مجدد از سیستم‌های پرتاب هزینه ساخت نیروگاه خورشیدی در فضا را کاهش می‌دهد.
از دیگر چالش‌های ساخت یک نیروگاه فضایی مبتنی بر انرژی خورشیدی، آسیب به پنل‌های خورشیدی بر اثر برخورد با زباله‌های فضایی است. علاوه بر این، جو زمین از پنل‌های موجود در فضا محافظت نمی‌کند. قرار گرفتن در معرض تشعشعات خورشیدی باعث کاهش قدرت آن‌ها می‌شود. انتقال برق بی سیم از یک ماهواره خورشیدی در فضا به زمین دشوار است. با امکانات موجود تنها بخشی از انرژی خورشیدی جمع آوری شده به زمین می‌رسد.
برخی فعالیت ها در زمینه ساخت نیروگاه خورشیدی در فضا
آزمایشگاه تحقیقاتی نیروی دریایی آمریکا یک ماژول خورشیدی و سیستم تبدیل نیرو را دو سال پیش در فضا آزمایش کرد. مقامات چینی هم از پیشرفت در ایستگاه انرژی خورشیدی فضایی Bishan با هدف داشتن یک سیستم کارآمد تا سال ۲۰۳۵ خبر داده اند. احتمالا نیروگاه خورشیدی انگلیس در سال ۲۰۴۰ به شکل رسمی شروع به کار می‌کند. قطر این ماهواره خورشیدی ۱.۷ کیلومتر و وزنش حدود ۲۰۰۰ تن است. این ماهواره ۲ گیگاوات برق را به انگلیس ارسال می‌کند.
پربينندهترين مطالب و خبرها
