Země vycházejícího slunce chce sbírat solární energii v kosmu
Japonská kosmická agentura JAXA vyvíjí revoluční koncept "elektráren" na oběžné dráze. Speciální projekt s označením Space Solar Power System by měl sloužit k zachycení slunečního světla a jeho dopravu na Zemi k výrobě energie.
Japonsko hledá nové zdroje energie po ničivém zemětřesení a tsunami v březnu 2011, které zničily velká území na severovýchodě země a způsobily havárii jaderné elektrárny Fukušima. Mnoho jaderných reaktorů v Japonsku bylo zavřeno kvůli přísnějším bezpečnostním předpisům po mimořádné události. Nyní se JAXA snaží vybudovat unikátní řešení, jak získat elektrickou energii pomocí futuristického systému s označením Space Solar Power System (SSPS). Do provozu by měl být uveden v roce 2030. Na geostacionární oběžné dráze by byla umístěna řada zrcadel, která by sbírala sluneční energii, jež by následně byla přenášena do elektrárny na Zemi pomocí mikrovln nebo laserového paprsku. Tam by mohla být použita k výrobě elektrické energie a vodíku.
Myšlenka sama o sobě není úplně nová - podobný koncept navrhoval už v roce 1968 americký vědec Dr. Peter Glaser. Jeho projekt počítal s nasazením velkých solárních panelů ve vesmíru na výrobě elektrické energie, kterou by na zem přenášely mikrovlny. Po analýze NASA a amerického ministerstva energetiky byl však projekt shledán jako příliš nákladný, a nebyl tak nikdy rozpracován a zahájen.
Podobné studie byly provedeny v Evropě - současný japonský projekt připomíná myšlenku ruského plánu z roku 1990 - používat zrcadla k obrácení paprsku slunečního světla na zemi v noci. Ani ten nebyl realizován, protože se proti projektu zdvihnul odpor ze strany astronomů a ekologů obávajících se “světelného znečištění”. U japonského konceptu však podobné riziko nehrozí, protože v něm není žádné rozptylové světlo vyzařované z paprsku.
Yasuyuki Fukumuro, vedoucí výzkumu a plánování pro SSPS říká: "Dosud jsme se nerozhodli, zda pro projekt používat mikrovlny nebo laserové paprsky, nebo zda je nějak zkombinovat. V současné době probíhají pozemní experimenty s cílem najít nejefektivnější způsob, jak přenášet energii. Bez ohledu na to, která přenosová technologie by byla použita, je hlavní výhodou možnost sbírat sluneční záření mimo zemskou atmosféru, a získat tak nepřetržitou dodávku energie, téměř bez ohledu na počasí, roční období, nebo denní dobu.”
Výhodou je, že SSPS umístěná v prostoru, na rozdíl od solárních elektráren na zemi, které nemohou produkovat tolik energie za špatných povětrnostních podmínek, může fungovat i během nočních hodin a shromažďovat a posílat sluneční energii a světlo dolů na zem. Celkově tak SSPS může generovat mnohem více energie.
Vzhledem k tomu, že zdrojem energie je v uvažovaném projektu Slunce, jde o nekonečně obnovitelný zdroj. Díky tomu, že síla je generována v prostoru a oxid uhličitý je vydáván pouze na přijímacím místě, lze emise v zemské atmosféře výrazně snížit, což činí tuto technologii velmi šetrnou k životnímu prostředí.
Vědci nicméně připouštějí, že záležitost není tak jednoduchá, jak vypadá její princip. „Významnou technologickou výzvou je, jak ovládat směr, usměrňovat a předávat energii s dokonalou přesností z geostacionární oběžné dráhy na přijímací místa na zemi. Vysílat mikrovlny z výšky 36 000 km do objektu s povrchem o průměru pouhé 3 km bude jako navlékání jehly," konstatuje Yasuyuki Fukumuro.
Zřízení solární elektrárny ve vesmíru je mnohem nákladnější záležitost než stavba konvenční mega-solární elektrárny na Zemi. Jedním z hlavních problémů je samozřejmě přenos solární energie shromážděné v prostoru dolů na Zemi pro podniky a domácnosti. Je zřejmé, že v případě využití mikrovln nesmí být tyto mikrovlnné přenašeče tak intenzivní, aby ohrožovaly ptáky nebo letadla, prolétající přes jejich trasu. Bude nutno použít technologii umožňující výstavbu speciálních energetických sběrných stanic, které by na Zemi bezpečně shromažďovala energii seslanou ze solárních satelitních elektráren.
V případě, že se projekt podaří realizovat, může být tato technologie také velmi užitečná při katastrofách. V případě výpadku proudu by talířové sběrače mohly být rozloženy a nasazeny pro příjem mikrovln z prostoru k přeměně na elektrickou energii.
JAXA nyní pracuje s týmem obráběcích a strojírenských firem s názvem Kyoto Shisaku Net na vývoji řadu reflektorů, které by byly vyneseny na oběžnou dráhu pomocí opakovatelně využitelných kosmických lodí a pak se dokázaly samy sestavit do požadované konfigurace. Japonští výzkumníci jsou nyní ve fázi základních studijních fází SSPS na demonstrační testy. V letech 2020, pravděpodobně i ve spolupráci s jinými zeměmi, by měli zahájit práce na vybudování a zprovoznění systému. Současný cíl JAXA je mít během 30. let našeho století první SSPS a generovat energii odpovídající kapacitě zhruba jedné klasické jaderné elektrárny.
571
