Hur får man solenergi på en regnig dag? Stråla det från rymden

[ad_1]

Tidigare i år samlades en liten grupp åskådare i David Taylor Model Basin, marinens kavernösa inomhusvågpool i Maryland, för att titta på något de inte kunde se. I varje ände av anläggningen fanns en 13-fotstång med en liten kub högst upp. En kraftfull infraröd laserstråle sköt ut ur en av kuberna och slog en rad fotovoltaiska celler inuti motsatt kub. För det blotta ögat såg det dock ut som en hel del ingenting. Det enda beviset på att någonting hände kom från en liten kaffebryggare i närheten, som tappade ut "laserlattor" med bara den kraft som genererades av systemet.

Laserinställningen lyckades överföra 400 watt kraft – tillräckligt för flera små hushållsapparater – genom hundratals meter luft utan att flytta någon massa. Naval Research Lab, som körde projektet, hoppas kunna använda systemet för att skicka ström till drönare under flygningen. Men NRL: s elektronikingenjör Paul Jaffe har sina synpunkter på ett ännu mer ambitiöst problem: strålning av solenergi till jorden från rymden. I årtionden hade idén varit reserverad för The Future, men en serie tekniska genombrott och ett massivt nytt regeringsforskningsprogram tyder på att avlägsna dagar kan ha äntligen kommit.

Sedan idén om rymdssolkraft först upptäcktes i Isaac Asimovs science fiction i början av 1940-talet, har forskare och ingenjörer tagit upp dussintals förslag för att leva upp konceptet, inklusive uppblåsbara soluppsättningar och robotisk självmontering. Men grundidén är alltid densamma: En gigantisk satellit i bana skördar energi från solen och omvandlar den till mikrovågor eller lasrar för överföring till jorden, där den omvandlas till elektricitet. Solen går aldrig i rymden, så ett rymdsolkraftssystem skulle kunna förse förnybar kraft till var som helst på planeten, dag eller natt, regn eller glans.

Som fusionsenergi verkade rymdbaserad solkraft dömd att bli en teknik som alltid var 30 år bort. Tekniska problem fortsatte att dyka upp, kostnadsberäkningarna förblev stratosfäriska, och eftersom solceller blev billigare och mer effektiva, tycktes fallet för rymdbaserad solkraft krympa.

Det hindrade inte statliga forskningsorgan från att försöka. 1975, efter att ha samarbetat med energidepartementet i en serie genomförbarhetsstudier av solenergi, strålade NASA 30 kilowatt kraft över en mil med en gigantisk mikrovågsugn. Strålad energi är en avgörande aspekt av solenergi i rymden, men detta test är fortfarande den mest kraftfulla demonstrationen av tekniken hittills. "Det faktum att det har gått nästan 45 år sedan NASAs demonstration, och det är fortfarande högvattenmärket, talar för sig själv," säger Jaffe. "Rymdssol var inte ett nationellt imperativ, och så mycket av denna teknik utvecklades inte meningsfullt."

John Mankins, en tidigare fysiker vid NASA och chef för Solar Space Technologies, bevittnade hur regeringsbyråkrati dödade rymdens solutveckling från första hand. I slutet av 1990-talet författade Mankins en rapport för NASA som drog slutsatsen att det åter var dags att ta rymdsolkraft på allvar och ledde ett projekt för att göra designstudier på ett satellitsystem. Trots några lovande resultat slutade byrån att överge den.

2005 lämnade Mankins NASA för att arbeta som konsult, men han kunde inte skaka tanken på rymdssolkraft. Han gjorde några blygsamma solkraftsexperimenter själv och fick till och med ett bidrag från NASA: s Innovative Advanced Concepts-program 2011. Resultatet var SPS-ALPHA, som Mankins kallade "den första praktiska solkraftsatelliten." Idén, säger Mankins, var " att bygga en stor solenergidriven satellit av tusentals små bitar. ”Hans modulära design minskade kostnaden för hårdvara betydligt, åtminstone i princip.

[ad_2]