Khai thác năng lượng mặt trời trong không gian hiện đang là mục tiêu của nhiều nước trên thế giới. Liệu dự án này có khả thi trong cuộc đua năng lượng xanh trong tương lai?
- Sau hôm nay thứ Sáu ngày 10/5/2024 Thần Tài canh cửa, 3 con giáp sẽ làm ăn phát đạt, tiền tài dồi dào, cả gia đình sẽ được hưởng hạnh phúc.
- Bước sang một ngày mới, thứ sáu ngày 22/3/2024, 3 con giáp có sự đột phá về vận may, giàu có như thiên hạ, hưởng mọi vinh hoa phú quý.
- 3 con giáp trong tử vi 1 tuần tới vận trình giàu có bất chấp, thăng tiến trong công việc
- Từ nay đến Tết (01/01/2023), 3 con giáp vô song về tài lộc, tiền bạc chồng chất, dù khó khăn đến đâu cũng sẽ bị đẩy lùi.
- Trúng số hôm nay (2/4/2024), 3 con giáp cạo hết lá từ mọi hướng, tiền vàng chất đống trong tủ, phát tài sẽ thay đổi cuộc đời bạn một cách ngoạn mục.
Một kỹ sư người Mỹ đề xuất đặt các tấm quang điện trên quỹ đạo.
Khi nhà khoa học Charles Fritts phát minh ra tế bào quang điện đầu tiên vào năm 1880, người ta mong đợi một cuộc cách mạng trong sản xuất điện toàn cầu. Suy cho cùng, không có nguồn năng lượng nào rẻ hơn, sạch hơn và rộng rãi hơn ánh sáng mặt trời.
Những tiến bộ trong công nghệ đang giúp lĩnh vực năng lượng xanh này trở nên hiệu quả hơn và giá cả phải chăng hơn. Nhưng đến nay, nó vẫn chỉ cung cấp gần 5% lượng điện năng của thế giới.
Một phần nguyên nhân là do vẫn còn một số hạn chế làm chậm quá trình giãn nở của năng lượng mặt trời, điển hình là một nửa hành tinh của chúng ta luôn chìm trong bóng tối do chu kỳ ngày đêm. Điều này khiến các tấm quang điện không thể sản sinh ra năng lượng liên tục.
Các trạm năng lượng mặt trời trên mặt đất hiện không thể sản xuất điện liên tục. (Ảnh: Les Horizons).
Ý tưởng khắc phục điều này đã được các nhà khoa học đưa ra từ những năm 1960. Một kỹ sư người Mỹ, Peter Glaser, đã đề xuất một giải pháp hoàn toàn khác: đặt các tấm quang điện trên quỹ đạo. tôn giáo. tôn giáo.
Ở đó, phía trên những đám mây, Trái đất thoát khỏi chu kỳ ban đêm, tràn ngập ánh sáng mặt trời. Con người chỉ cần thu thập lượng ánh sáng này, chuyển hóa thành năng lượng và sử dụng.
Năng lượng được truyền đi dưới dạng sóng vi ba hoặc tia laser, về phía anten chỉnh lưu lắp đặt trên mặt đất, chúng ta có thể thu được dòng điện một chiều. Từ đó, năng lượng sẽ được tích hợp vào hệ thống lưới điện trên toàn thế giới.
Trong một thời gian dài, chi phí phóng vào vũ trụ và hiệu suất của hệ thống quang điện đã ngăn cản ý tưởng sáng giá của Peter Glaser trở thành hiện thực. Điều này không còn nữa, khái niệm nhà máy điện mặt trời không gian đang có động lực mới được thể hiện qua nhiều dự án ở Hoa Kỳ, Trung Quốc, Nhật Bản và Châu Âu.
Đặc biệt, đó là mối lo ngại ngày càng gia tăng trong bối cảnh thế giới đang phải đối mặt với tình trạng trái đất nóng lên và việc cắt giảm lượng khí thải CO2 từ các nhà máy nhiệt điện là điều cần thiết.
Xây dựng một nhà máy điện trong không gian có thể là cách đưa chúng ta bước vào kỷ nguyên xanh nhanh hơn.
Đến tương lai và hơn thế nữa
Tại Hoa Kỳ, kế hoạch này được thúc đẩy bởi sự phát triển mạnh mẽ của ngành công nghiệp vũ trụ và các mối đe dọa từ biến đổi khí hậu, Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Hoa Kỳ (NASA) đang xem xét kỹ lưỡng Dự án. Dự án Năng lượng Mặt trời Không gian (gọi tắt là CSS).
Theo người Mỹ giữ lại, tình hình đã thay đổi và Hoa Kỳ thường xuyên xem xét các ý tưởng hay và để ngỏ mọi lựa chọn. Mọi khía cạnh của công nghệ vũ trụ luôn được Mỹ quan tâm, hướng tới tương lai
NASA rất quan tâm đến những dự án này và cân nhắc triển khai, bởi sự ra đời của CSS sẽ ảnh hưởng đến nhiều sứ mệnh khác của cơ quan vũ trụ, bởi dự án CSS đòi hỏi rất nhiều kinh phí cho việc thử nghiệm và triển khai. .
Đối với NASA, tương lai đó có thể liên quan đến việc xây dựng CSS ngoài Trái đất để hỗ trợ chương trình thám hiểm mặt trăng của phi hành đoàn Artemis. Do đó, một nhà máy điện mặt trời quanh Mặt trăng sẽ giúp cung cấp năng lượng cho các tiền đồn có người ở và các hoạt động thăm dò khác nhau trên vệ tinh của chúng ta.
NASA có ý tưởng xây dựng một nhà máy điện trên quỹ đạo Mặt Trăng để cung cấp năng lượng cho các chương trình thám hiểm liên hành tinh. (Ảnh minh họa: Contrepoints).
Năng lượng bức xạ đầy tham vọng hơn nữa sẽ có thể thay thế lực đẩy của tàu vũ trụ, đưa chúng đến các điểm đến liên hành tinh hoặc thậm chí giữa các vì sao.
Trên Trái đất, một số người coi CSS là cách lý tưởng để giảm lượng khí thải nhà kính xuống 0, đồng thời hưởng lợi về mặt kinh tế từ nguồn cung cấp điện thường xuyên, bền vững và dồi dào.
Không giống như năng lượng mặt trời và năng lượng gió trên mặt đất không thể cung cấp điện liên tục. CSS sẽ hoạt động liên tục 24 giờ trong ngày, đồng thời cho phép các công ty năng lượng phân phối điện linh hoạt và đáp ứng các lưới điện trên toàn thế giới.
Đây là lý do khiến nó trở thành một công nghệ năng lượng sạch mới rất có giá trị.
Ông Martin Soltau, Chủ tịch Sáng kiến Năng lượng Vũ trụ (SEI), Vương quốc Anh chỉ ra: “Một ưu điểm nữa của nguồn năng lượng này là không cần bố trí lại lưới điện. Chúng tôi đang xem xét việc đặt các bộ chỉnh lưu gần các trạm kết nối lưới hiện có, có thể bên cạnh các trang trại gió ngoài khơi.”
SEI là sự hợp tác giữa chính phủ, ngành năng lượng và các nhà khoa học với mục tiêu là xây dựng một đội CSS kết nối với lưới điện của Vương quốc Anh vào năm 2040. Mỗi cỗ máy sẽ sản xuất ra lượng điện gần bằng một nhà máy điện than hoặc điện hạt nhân.
Tuy nhiên, đất nước này còn một chặng đường dài phía trước và trước tiên phải thực hiện rất nhiều thử nghiệm thí điểm trước khi có thể đưa vào thực tế. Điểm khởi đầu cho quá trình này là SEI có kế hoạch phóng chiếc máy bay quỹ đạo đầu tiên vào năm 2030.
Martin Soltau giải thích: “Hai công nghệ quan trọng nhất để thử nghiệm trong không gian là lắp ráp robot tự động các cấu trúc CSS và việc truyền năng lượng đến Trái đất phải đạt mức đáng kể. Nhưng vẫn còn nhiều câu hỏi khác.” quan trọng, đặc biệt là về các quy định và phổ bức xạ sẽ được áp dụng”.
Thử nghiệm công nghệ cao
SEI không phải là cơ quan duy nhất trên con đường CSS. Nhiều dự án đang được triển khai với những nâng cấp lớn như Dự án Zhuri của các nhà khoa học tại Đại học Xidian (Trung Quốc) và Học viện Công nghệ Vũ trụ Quốc gia khám phá các công nghệ tập trung ánh sáng mặt trời. và truyền tải điện không dây.
Nó bao gồm một tòa tháp thép cao 75 mét, trên đỉnh là một bộ thu năng lượng mặt trời hình cầu (Omega), dự kiến một ngày nào đó sẽ được đưa vào quỹ đạo địa tĩnh.
Hay sáng kiến Solaris của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA), được Hội đồng Cơ quan Vũ trụ Châu Âu cấp bộ trưởng phê duyệt vào tháng 11 năm 2022. Chương trình kéo dài ba năm nhằm mục đích khám phá chi tiết các khái niệm CSS.
Vào tháng 7 năm 2023, Thales Alenia Space (Châu Âu) đã được chọn để tiến hành nghiên cứu sơ bộ về sáng kiến Solaris. Trong khi đó, các nhà nghiên cứu từ Cơ quan thám hiểm hàng không vũ trụ Nhật Bản (JAVA) đã nghiên cứu CSS từ những năm 1980 và họ hy vọng công việc này sẽ được hoàn thành trong vòng một hoặc hai thập kỷ tới.
JAVA đã có công nghệ riêng để cải thiện độ chính xác của chùm năng lượng phát ra và thu thập dữ liệu kỹ thuật về các thành phần CSS.
Tại Hoa Kỳ, ngoài NASA, Bộ Quốc phòng cũng rất quan tâm đến CSS để cung cấp năng lượng cho các hoạt động quân sự và lực lượng viễn chinh trên khắp thế giới.
Vì vậy, Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Không quân, hợp tác với Northrop Grumman Aerospace và Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Hải quân (NRL), gần đây đã tiến hành thử nghiệm mặt đất đầu tiên đối với thiết bị Arachne. .
Dự kiến ra mắt vào năm 2025, sứ mệnh đặc biệt này nhằm chứng minh khả năng hình thành và tập trung các chùm tần số vô tuyến ở quỹ đạo Trái đất thấp. Cũng tại Hoa Kỳ, một nhóm từ Viện Công nghệ California đã hoàn thành thành công bài kiểm tra CSS toàn diện đầu tiên vào tháng 6 năm 2023.
Trong khi đó, Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Hải quân (NRL) đã phát triển các module chuyên dụng, được thiết kế nhằm tăng hiệu suất chuyển đổi năng lượng mặt trời thành sóng điện từ. Một thiết bị kết hợp các mô-đun này thậm chí đã hoạt động hơn 900 ngày trong không gian trên tàu vũ trụ robot X-37B của Không quân Hoa Kỳ.
Vượt qua thử thách tài chính
Nhà khoa học Paul Jaffe, từ NRL giải thích: “Việc phản đối các dự án điện mặt trời trong không gian phần lớn liên quan đến vấn đề kinh tế vì quá tốn kém. Thế giới vẫn còn rất nhiều việc phải làm để phát triển, thử nghiệm công nghệ này để chứng minh nó thực sự hiệu quả.”
Vì vậy, những thử nghiệm hiện tại là hợp lý và khôn ngoan trước khi các quốc gia cam kết phát triển các hệ thống hoàn thiện hơn.
Công nghệ này phải tỏ ra hiệu quả hơn về nhiều mặt so với các dự án năng lượng gió và mặt trời trên Trái đất trước khi nó có thể trở thành hiện thực. (Ảnh: HSE).
Ông lưu ý rằng những thử nghiệm này có thể sẽ tiêu tốn hàng trăm triệu đô la và ngay cả với nguồn tài trợ ban đầu như vậy, CSS sẽ cần sự hỗ trợ lâu dài, mạnh mẽ từ chính phủ các quốc gia. Cuối cùng, đó là việc đảm bảo chi phí cạnh tranh với các giải pháp năng lượng khác.
Nhà khoa học John Mankins, Chủ tịch Ủy ban Thường vụ về Năng lượng Mặt trời Vũ trụ, Học viện Du hành vũ trụ Quốc tế, bày tỏ sự lạc quan về những cân nhắc của dự án này.
Trước đây, các dự án CSS đã bị cản trở bởi ba trở ngại tài chính: chi phí chế tạo thiết bị, chi phí để thích ứng với môi trường không gian và cuối cùng là đưa nó vào quỹ đạo. Nhưng những trở ngại này sắp được gỡ bỏ và CSS đang bước vào một kỷ nguyên mới.
Nhưng không phải ai cũng có quan điểm này. Kỹ sư Amory Lovins, Viện Rocky Mountain, Trung tâm Nghiên cứu Năng lượng Hoa Kỳ chỉ trích: “Chi phí phóng vẫn là một trở ngại lớn, ngay cả khi giá phóng cho mỗi kg trọng tải lên quỹ đạo Trái đất thấp đã giảm 20 lần.” kể từ khi xuất hiện tên lửa tái sử dụng Falcon 9 do SpaceX sản xuất”.
Theo Amory Lovins, khái niệm CSS vẫn hấp dẫn, nhưng ông tin rằng sự phát triển của các nguồn năng lượng tái tạo trên mặt đất như năng lượng mặt trời và gió, vốn đã trở nên rất cạnh tranh, đặt ra câu hỏi về khả năng tồn tại của nó. khả năng tồn tại của nó.
Một tế bào quang điện sẽ luôn cung cấp năng lượng rẻ hơn khi được lắp đặt trên mái nhà thay vì trên quỹ đạo.
- Xây dựng nhà máy điện trong không gian?
- Tham vọng của Trung Quốc xây dựng nhà máy điện mặt trời 1MW trong không gian
- Điểm sáng chuyển động bí ẩn ở thế giới giống Trái đất
Chia sẻ
Nguồn: https://bachhoaxanh.edu.vn
Danh mục: Phong Thuỷ
