لندن – ترغب شركة ناشئة مقرها كاليفورنيا في إطلاق كوكبة من المرايا المدارية، والتي سترسل ضوء الشمس إلى محطات الطاقة الشمسية لتعزيز إنتاج الكهرباء المتجددة بعد حلول الظلام. يمكن أن يشق نموذج أولي لقمر صناعي عاكس للضوء طريقه إلى مداره العام المقبل.
قدم بن نواك، المؤسس والرئيس التنفيذي لشركة Reflect Orbital، خطط الشركة في المؤتمر الدولي للطاقة من الفضاء، الذي عقد هنا الأسبوع الماضي.
تعكس تصورات المداري كوكبة من 57 كوكبة صغيرة الأقمار الصناعية يدور حول الأرض في تكوين في مدار قطبي متزامن مع الشمس، على ارتفاع 370 ميلاً (600 كيلومتر). في هذا المدار، ستدور الأقمار الصناعية حول الكوكب من القطب إلى القطب بينما يدور الكوكب تحتها. سوف تطير الأقمار الصناعية فوق كل نقطة أرض في نفس الوقت من اليوم، مع إجراء تمريرتين كل 24 ساعة. وقال نوفاك إن الأقمار الصناعية الـ57 مجتمعة ستوفر 30 دقيقة إضافية من ضوء الشمس لمحطات الطاقة، في الوقت الذي تشتد فيه الحاجة إلى الطاقة.
وقال نواك في المؤتمر: “المشكلة هي أن الطاقة الشمسية غير متاحة عندما نريدها بالفعل”. “كلما زاد عدد مزارع الطاقة الشمسية التي نبنيها، قل عدد الأشخاص الذين يريدونها فعليًا خلال النهار. سيكون أمرًا رائعًا حقًا إذا تمكنا من الحصول على بعض الطاقة الشمسية قبل شروق الشمس وبعد غروبها، لأنه عندها يمكنك فعليًا فرض أسعار أعلى وتحقيق الكثير. المزيد من المال ونعتقد أن التقنيات المعتمدة على العاكسات يمكنها حل هذه المشكلة.”
متعلق ب: الطاقة الشمسية الفضائية قد تكون خطوة أقرب إلى الواقع بفضل هذا الاختبار الرئيسي (فيديو)
انخفضت تكلفة الألواح الشمسية بنسبة 90٪ على مدى السنوات الـ 15 الماضية، وفقًا لتقرير الوكالة الدولية للطاقة المتجددة، وتستمر كفاءتها في الزيادة، وذلك بفضل التقدم في التكنولوجيا الكهروضوئية. وبفضل ذلك، أصبحت الطاقة الشمسية الآن أرخص شكل من أشكال الكهرباء المتاحة للبشرية على الإطلاق موجز الكربون.
لكن الطبيعة المتقطعة لتوليد الطاقة الشمسية تمثل مشكلة لا يزال الخبراء يكافحون من أجل حلها. في الأيام الملبدة بالغيوم، تكون محطات الطاقة الشمسية أقل إنتاجية مما كانت عليه عندما تكون السماء صافية. وفي الليل يتوقف توليد الطاقة الشمسية بشكل كامل. ويمكن لأنظمة البطاريات وغيرها من مصادر الطاقة المتجددة أن تعوض بعض هذا النقص، ولكن حتى الآن هناك حاجة إلى محطات الطاقة النووية ومحطات الطاقة التي تعمل بالفحم والغاز كبديل.
وقال نواك: “من السهل جدًا استبدال أول 1% من شبكة الطاقة بمصادر الطاقة المتجددة”. “من الصعب جدًا استبدال الـ 1% المتبقية. هذه هي الطاقة التي تحتاجها في يوم ليس عاصفًا ولكنه ممطر.”
سوف تزن الأقمار الصناعية الخاصة بـ Reflect Orbital 35 رطلاً (16 كيلوجرامًا) فقط وسيتم تزويدها بمرايا مايلر بحجم 33 قدمًا في 33 قدمًا (9.9 × 9.9 مترًا) يتم نشرها في المدار. مايلر هي مادة بلاستيكية تستخدم في بطانيات الفضاء والعوازل والتغليف. تم تصميم المرايا لتركيز الضوء في شعاع محكم يمكن توجيهه وتركيزه بناءً على طلب مشغلي مزارع الطاقة الشمسية.
قال نواك: “نريد أن نجعل الأمر سهلاً قدر الإمكان – مثل تسجيل الدخول إلى موقع ويب وإخبارنا بإحداثيات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) الخاص بك وسنحصل على بعض ضوء الشمس بعد حلول الظلام”.
وأضاف أن المرايا مصممة لمنع التلوث الضوئي.
متعلق ب: سيقوم القمر الصناعي الياباني بإرسال الطاقة الشمسية إلى الأرض في عام 2025
قصص ذات الصلة:
– هل يمكن للطاقة الشمسية الفضائية أن تعمل حقاً؟ هذه المكاسب والخسائر.
– محطة للطاقة الشمسية في الفضاء؟ تريد المملكة المتحدة بناء واحدة بحلول عام 2035.
– تظهر التجربة أن الطاقة الشمسية الفضائية يمكن أن تنجح بالفعل
“إذا كنت على بعد حوالي 10 كيلومترات [6 miles] قال نواك: “من حافة موقع مزرعة الطاقة الشمسية، لن ترى أي ضوء على الإطلاق إذا نظرت مباشرة إلى السماء. قد ترى نوعًا من الضوء المتوهج، كما لو أن هناك بعض أعمال البناء جارية”. إذا نظرت في اتجاه مزرعة الطاقة الشمسية.”
في الصيف الماضي، قامت شركة Reflect Orbital باختبار مرآتها على منطاد الهواء الساخن الذي يطفو على ارتفاع 1.7 ميل (3 كم) فوق مزرعة للطاقة الشمسية. وتمكنت الشركة من توليد “500 واط من الطاقة لكل متر مربع” (11 قدمًا مربعًا) من الألواح الشمسية، وهو ما يعادل “نصف سطوع الشمس تقريبًا”، وفقًا لنواك. حصلت الشركة على تمويل لإطلاق أول قمر صناعي تجريبي لها في الفضاء العام المقبل.
وتدرس فرق أخرى مفاهيم المرآة المدارية لتعزيز توليد الطاقة الشمسية. على سبيل المثال، تقود جامعة جلاسكو في اسكتلندا مشروعًا بحثيًا أوروبيًا يسمى SOLSPACE، والذي يدرس أيضًا إمكانية وضع أقمار صناعية مزودة بألواح عاكسة رقيقة في المدار لتوجيه ضوء الشمس نحو مزارع الطاقة الشمسية الكبيرة في بداية ونهاية كل يوم، عندما الطلب على الكهرباء هو الأعلى.
جربت روسيا المرايا المدارية في التسعينيات من خلال مشروع زناميا. تم إطلاق مهمة Znamya 2 في عام 1992 ونشرت مرآة في المدار تومض لفترة وجيزة بشعاع من الضوء باتجاه الأرض، والذي اجتاز أوروبا من جنوب فرنسا إلى غرب روسيا. سقط القمر الصناعي مرة أخرى الغلاف الجوي للأرض بعد بضع ساعات فقط.
ومع ذلك، فإن المرايا المدارية لها خصومها. وفي حديثه في مؤتمر لندن، حذر أندرو ويليامز من المرصد الأوروبي الجنوبي من أن العاكسات المدارية، ما لم يتم تصميمها بعناية، يمكن أن تتألق بشكل أكثر سطوعًا من ألمع النجوم وتؤدي إلى تفاقم القمر الصناعي. التلوث الضوئي المشكلة التي يواجهها علماء الفلك بالفعل.
بعد إطلاق الدفعات القليلة الأولى من SpaceX ستارلينك في عام 2019، أدرك علماء الفلك أن هذه المركبات الفضائية ذات المدار المنخفض يمكن أن تتداخل مع الملاحظات الفلكية، مما يترك آثارًا في الصور. سبيس اكسوقال ويليامز إنه تمكن منذ ذلك الحين من حل المشكلة جزئيًا عن طريق تغيير سطح الأقمار الصناعية لتقليل كمية الضوء التي تعكسها.