Szó szerint az űrbe költöztetnék az erőműveket
Párizsban rendezik november végén az európai tudományos miniszterek legmagasabb szintű találkozóját – adta hírül a The Guardian . A tanácskozás arról szól majd, hogy meghatározzák az Európai Űrügynökség (ESA) következő prioritásait. Az energiaválság miatt a legfontosabb kérdés, hogy megvizsgálják: képesek lennének-e napelemes erőműveket Föld körüli pályára állítani.
A terv szerint a naperőművek a Föld körül keringve folyamatosan ki lennének téve a napsugaraknak, amit energiává alakítanának és lesugároznák a Földre, ahol betáplálnák az elektromos hálózatba.
A szakemberek mérlegelik, hogy a tudomány jelenlegi állása szerint megvalósítható-e ez a terv.
Az űrben is látható az izraeli sivatagi Szauron szemeA Negev-sivatagban működő naperőmű egyesek számára a zöldtechnológia csodája. Mások szerint azonban az erőmű elképesztő összeget emésztett föl, teljesen fölöslegesen. |
A napenergia felhasználása nem új keletű az űriparban. Az 1957-ben fellőtt Szputnyik 1. még akkumulátoros volt, de egy évvel korábban az amerikaiak útnak indították a Vanguard 1.-et, amely a negyedik műhold volt a Föld körül, és az első, amely napenergiával működött. Azóta a napelem számít az űrhajók első számú energiaforrásának. A Vanguard 1. még csak a befogott napfény 9 százalékát tudta elektromos árammá alakítani, mára viszont ennek már a kétszeresére képesek a napelemek.
A napenergia költsége gyorsan csökkent az elmúlt 20 évben, gyorsabban, mint azt az iparág legtöbb szereplője várta
– mondta Jochen Latz, a McKinsey & Company vezetési tanácsadó cég szakértője. Hozzátette, hogy a Közel-Keleten és Ausztráliában már a napenergia a legolcsóbb módja az áramtermelésnek. Latz szerint a technológia fejlődésével ez a középső szélességi körök országaiban is megvalósul majd.
2050-ben arra számítunk, hogy az EU-ban felhasznált energia több mint 40 százaléka napenergiából származik majd
– tette hozzá és azt is kifejtette, hogy ezzel a napenergia lenne az EU legnagyobb energiaforrása.
Ezek a problémák állnak még az emberiség útjában
A napelemek ugyan kiváló energiaforrások, de még számos probléma van velük, amelyekre megoldást kell találni. Az elsődleges kérdés, hogy éjszaka nem tudnak áramot termelni. Májusban az ausztráliai Új-dél-wales-i Egyetem docense és kutatócsoportja
olyan napelemet mutatott be, amely nem a napfény elnyeléséből állítja elő az elektromos áramot, hanem az infravörös sugárzásból.
Egy ilyen rendszer kiválóan működhetne éjszaka is, mivel a Föld hő formájában elraktározza a Nap energiáját, amit aztán infravörös sugárzásként visszabocsát az űrbe. Az ausztrál kutatók megoldása így működőképessé teheti a napelemeket, hogy a nap 24 órájában termeljék az áramot. A technológia alapja hasonló az éjjellátó szemüvegek technológiájához. A találmány működik, de még csak nagyon kis mennyiségű teljesítmény generálására képes, így van még vele munka.
Drágább a naphőerőmű, de jobban megériMarokkóban működik a világ legnagyobb naphőerőműve. Fajlagosan drágább a hagyományos naperőműveknél, de tárolni is tudja az energiát. |
Egy másik nyilvánvaló probléma a napenergiával, hogy rontja a teljesítményét, ha felhős az ég. Ezt úgy lehetne a legkönnyebben kiküszöbölni, ha a napsütéses napokon termelt áramot el lehetne tárolni akkumulátorokban, de a tárolókapacitás ilyen formában még gyengélkedik.
Az EU-nak körülbelül 200 gigawatt kapacitású tárolóakkumulátorra lesz szüksége 2030-ra, de 2021-ben még csak 2,4 gigawatt volt a tárhely, tehát hatalmas növekedésre lesz szükség
– mondta Aidan McClean, az Ufodrive elektromosautó-kölcsönző cég vezérigazgatója.
A kutatók a természetből merítenek ihletet
A napenergia felhasználásának egy másik megközelítése az, hogy a napenergiát nem villamos energiává, hanem a fosszilis tüzelőanyagokhoz hasonló üzemanyag előállítására lehetne felhasználni. A Cambridge-i Egyetem kémiai tanszékének munkatársa, Virgil Andrei és kollégái kifejlesztettek egy vékony „mesterséges levelet”, amelyhez a fotoszintézisből merítettek ihletet.
A növényekben a fotoszintézis napfényt, vizet és szén-dioxidot vesz fel majd oxigénné és cukrokká alakítja át. A mesterséges levelek szintetikus gázt hoznának létre, ami a hidrogén és a szén-monoxid keveréke.
Ez a végtermék felhasználható lenne többfajta tüzelőanyag, például benzin és kerozin előállítására.
A mesterséges levél szintén a levegőben lévő szén-dioxidot nyerné ki és alakítaná át, vagyis két legyet lehetne ütni vele egy csapással.
A napelemek legnagyobb ellensége: a légkör
Látható, hogy a kutatók egyre több és jobb megoldást fejlesztenek ki a napenergia felhasználására. Azonban van egy nehezítő tényező, amivel a Földön nem lehet mit kezdeni, ez pedig a légkör.
A légkör megszűri a napsugarakat és elnyeli az energia nagy részét.
A légkörünkben lévő molekulák megtörik a beérkező napfényt, szétszórják azt, és ez a jelenség okozza, hogy kéknek látjuk az eget. Nyilván ez a folyamat védi meg a Földet attól, hogy a Nap elégessen minden életet, de az energiatermelés szempontjából megnehezíti a szakemberek dolgát. Ennek a megoldása lehet az, hogy a naperőműveket a légkörön kívül, Föld körüli pályára lehetne állítani és onnan lesugározni az energiát.
A lesugárzás vezetékek nélkül is működhet. A műholdak az űrben elektromos árammá, majd mikrohullámú jellé alakítanák a napfényt, amelyet ebben a formában könnyen továbbítani lehet. A Földön a mikrohullámú jelet antennákkal kellene begyűjteni és visszaalakítani árammá.
A technológia már rendelkezésre áll ehhez, viszont akkora léptékben, ami a Föld energiaellátásához kellene, még nem lehet kivitelezni.
Miért nehéz az űrbe naperőművet telepíteni?
A válasz meglepően egyszerű: a pénz miatt.
A tudomány jelenlegi állása szerint minden kilogramm űrbe juttatása nagyjából ezer dollárba kerül.
Ez annyira drágává teszi a folyamatot, hogy egyelőre nem éri meg teljes erőműveket fellőni. A megoldást az újrahasznosítható űrrakéták hozhatják el. Ezek olyan rakéták, amelyek nemcsak felmennek az űrbe, hanem vissza is térnek a Földre, hogy ismét fel lehessen őket lőni.
Csillagháború: kémműholdat lőtt fel a világűrbe OroszországA nyugati országok aggódnak, hogy a műholdat katonai felhasználás céljából küldte fel Oroszország és Irán. |
Ez a megoldás annyival olcsóbbá tehetné az űrutazást, hogy már lenne értelme a Föld körüli pályán keringő napelemekkel foglalkozni. John Mankins, a NASA egykori fizikusa, aki jelenleg az Artemis Innovation Management Solutions elnöke, úgy látja, hogy
az újrahasznosítható rakéták segítségével öt-hét éven belül akár már 300 dollárra csökkenhet az űrutazás költsége kilogrammonként.
Portfóliónk minőségi tartalmat jelent minden olvasó számára. Egyedülálló elérést, országos lefedettséget és változatos megjelenési lehetőséget biztosít. Folyamatosan keressük az új irányokat és fejlődési lehetőségeket. Ez jövőnk záloga.