Вчені всерйоз розглядають можливість створення в космосі сонячних електростанцій, що передаватимуть електроенергію на Землю. Вже при нинішніх технологіях це реально, до того ж вартість виведення вантажів у космос знизиться в найближчі десятиліття.
На міжнародному симпозіумі з космічної сонячної енергетики SPS 2014 фахівці з різних країн світу обговорили поточний стан справ у цій галузі. Вчені дійшли висновку, що сьогодні людство як ніколи близько підійшло до можливості створення космічних сонячних електростанцій (КСЕ) мегаватного класу. У деяких областях, наприклад, у боротьбі з ураганами або постачаннях енергії в зони ведення бойових дій, КСЕ не тільки окупляться, але і принесуть прибуток.
Космічні сонячні електростанції являють собою великий масив сонячних панелей, виведених на геостаціонарну орбіту. Завдяки великій площі і відсутності атмосферних перешкод такі електростанції будуть збирати величезну кількість енергії, яку можна відправляти на Землю за допомогою лазерного променя або мікрохвиль.
Читайте також: Найбільша в світі сонячна електростанція
Ключем до реалізації даної ідеї є низька вартість багаторазових ракет-носіїв, які могли б доставити в космос вантаж в сотні тонн сонячних панелей і супутніх конструкцій. На думку вчених, найближчим часом вартість виведення вантажу на орбіту різко впаде, і перші КСЕ будуть виведені в космос.
Сьогодні тільки Японія має масштабну державну програму в області КСЕ і планує місії, які, в кінцевому рахунку, дозволять побудувати в космосі електростанції потужністю в ґігават (для порівняння енергоблок АЕС видає потужність приблизно 1000 мегават). Крім того, дослідження в області КЕС веде і Китай: кожен рік на них витрачається приблизно $ 30 млн.
«Для будівництва КЕС ми повинні мати багаторазові ракети», – говорить почесний професор JAXA Сусумі Сасакі (Susumu Sasaki) з Токійського університету. Вчений підрахував, що за нинішньої вартості запуску в $ 10 тис. за 1 кг корисного навантаження, вартість електроенергії ґігаватной КЕС масою 10 000 т дорівнюватиме $ 1,12 за 1 кВт * ч. Це занадто дорого для конкуренції з ТЕЦ чи АЕС, хоча і прийнятно для зон бойових дій, де сьогодні електрику виробляють неефективні дизельні генератори.
Скорочення вартості запуску до $ 1000 за 1 кг знизить ціну електроенергії КЕС до 18 центів за 1 кВт * ч. Для порівняння, в Техасі нинішня ціна на електроенергію починається з 9 центів за 1 кВт * год, а в деяких регіонах США наближається до 20 центам.
В даний час компанія SpaceX випробовує прототип багаторазової ракети-носія, яка, у разі успішного завершення розробки, дозволить доставляти в космос вантажі по «заповітній» ціні в $ 1000 за 1 кг. З цього моменту, на думку японського вченого, можна почати складання першої дослідної КЕС з темпом виведення вантажу приблизно по 50 тонн на рік. Всього за 15 рейсів ракети-носія на орбіті буде побудована КЕС мегаватного класу. Зрозуміло, будівництво ґігаватної електростанції потребують більшої кількості рейсів, але потужність станції можна нарощувати поступово. До того ж технології не стоять на місці, наприклад, підвищення ККД сонячних вічок різко прискорить процес будівництва.
Читайте також: Найбільша в світі сонячна станція смажить живцем пролітаючих птахів
Що стосується безпеки при передачі енергії на Землю, то Сусумі Сасакі підкреслює безпеку широкого променя мікрохвильового випромінювання: всередині нього навіть зможуть без шкоди для здоров’я літати птиці. Єдина проблема, яку належить вирішити, – це вибір діапазону для передачі. Швидше за все, космічна електростанція буде передавати енергію на частотах мікрохвилі 2,45 ГГц або 5,8 ГГц, оскільки ці частоти найменше схильні до дії погодних умов. КЕС не повинна «глушити» бездротові мережі, що працюють в цьому діапазоні.
Треба відзначити, що КЕС застосовна для управління кліматом: сфокусований мікрохвильовий промінь може «гасити» шторми і відводити торнадо від густонаселеного узбережжя. Таким чином, тільки на тлі багатомільярдних збитків від стихійних лих , будівництво КЕС не видається безглуздою витівкою.