Cara Dapatkan Kuasa Suria pada Hari Hujan? Beam Ia Dari Angkasa


Terdahulu tahun ini, sekumpulan penonton kecil berkumpul di David Taylor Model Basin, kolam gelombang dalaman dalam tentera laut di Maryland, untuk menonton sesuatu yang tidak dapat dilihat. Di setiap hujung kemudahan terdapat tiang 13 kaki dengan kiub kecil bertengger di atas. Rasuk laser inframerah yang kuat ditembak keluar dari salah satu kiub, menyentuh pelbagai sel photovoltaic di dalam kiub bertentangan. Namun, kepada mata kasar, ia kelihatan seperti tidak ada apa-apa. Satu-satunya bukti bahawa apa-apa yang berlaku datang dari pembuat kopi kecil yang berdekatan, yang menghasilkan "latte laser" menggunakan hanya kuasa yang dihasilkan oleh sistem.

Persediaan laser berjaya menyalurkan 400 watt kuasa-cukup untuk beberapa perkakas rumah kecil-melalui ratusan meter udara tanpa menggerakkan sebarang jisim. Makmal Penyelidikan Angkatan Laut, yang menjalankan projek itu, berharap untuk menggunakan sistem untuk menghantar kuasa kepada pesawat semasa penerbangan. Tetapi jurutera elektronik NRL Paul Jaffe mempunyai pandangannya mengenai masalah yang lebih bercita-cita: berseri kuasa solar ke Bumi dari angkasa. Selama beberapa dekad idea itu telah dikhaskan untuk Masa Depan, tetapi satu siri terobosan teknologi dan program penyelidikan kerajaan yang besar menunjukkan bahawa hari jauh mungkin telah tiba.

Memandangkan idea untuk kuasa suria angkasa mula-mula muncul dalam fiksyen sains Isaac Asimov pada awal 1940-an, para saintis dan jurutera telah melancarkan berpuluh-puluh cadangan untuk membawa konsep itu kepada kehidupan, termasuk array solar kembung dan pemasangan diri robot. Tetapi idea asas selalu sama: Satelit gergasi di orbit memanfaatkan tenaga dari matahari dan menukarkannya kepada gelombang mikro atau laser untuk dihantar ke Bumi, di mana ia ditukarkan menjadi elektrik. Matahari tidak pernah terbenam di angkasa, jadi sistem tenaga suria angkasa boleh membekalkan kuasa yang boleh diperbaharui ke mana-mana di planet, siang atau malam, hujan atau bersinar.

Seperti tenaga gabungan, kuasa solar berasaskan ruang seolah-olah ditakdirkan untuk menjadi teknologi yang sentiasa 30 tahun jauhnya. Masalah teknikal terus meningkat, anggaran kos kekal stratosferik, dan sel-sel solar menjadi lebih murah dan lebih cekap, kes bagi solar berasaskan ruang seolah-olah semakin mengecil.

Itu tidak berhenti agensi penyelidikan kerajaan daripada cuba. Pada tahun 1975, selepas berkerjasama dengan Jabatan Tenaga pada satu siri kajian kebolehkerjaan tenaga solar, NASA memancarkan kuasa 30 kilowatt lebih dari satu batu menggunakan hidangan gelombang mikro yang besar. Tenaga janggut adalah aspek penting dalam kuasa solar ruang, tetapi ujian ini tetap merupakan demonstrasi teknologi yang paling kuat hingga kini. "Hakikat bahawa hampir 45 tahun sejak demonstrasi NASA, dan ia tetap menjadi tanda air, bercakap untuk dirinya sendiri," kata Jaffe. "Angkasa solar bukan penting nasional, dan begitu banyak teknologi ini tidak bermakna maju."

John Mankins, bekas ahli fizik di NASA dan pengarah Solar Space Technologies, menyaksikan bagaimana birokrasi kerajaan membunuh pembangunan tenaga solar secara langsung. Pada akhir tahun 1990-an, Mankins menulis laporan untuk NASA yang membuat kesimpulan bahawa ia adalah masa untuk mengambil tenaga solar secara serius dan memimpin sebuah projek untuk melakukan kajian reka bentuk pada sistem satelit. Walaupun beberapa keputusan yang menjanjikan, agensi itu akhirnya meninggalkannya.

Pada tahun 2005, Mankins meninggalkan NASA untuk bekerja sebagai perunding, tetapi dia tidak dapat menggoncang idea kuasa solar ruang. Dia melakukan beberapa eksperimen tenaga suria yang sederhana dan bahkan mendapat geran dari program Inovatif Advanced Concepts NASA pada tahun 2011. Hasilnya ialah SPS-ALPHA, yang Mankins menyebut "satelit tenaga solar praktikal pertama." Ideanya, kata Mankins, adalah " untuk membina sebuah satelit berkuasa solar yang besar daripada beribu-ribu kepingan kecil. "Reka bentuk modularnya membawa kos perkakasan turun dengan ketara, sekurang-kurangnya pada prinsipnya.