Xây dựng các nhà máy điện mặt trời trong không gian

19/08/2013

Mặc dù các trạm điện mặt trời trong không gian có chi phí cao hơn các trạm điện mặt trời ở dưới mặt đất, nhưng đổi lại nó có lợi thế là có khả năng cung cấp một nguồn năng lượng sạch, vô tận và ổn định trong vòng 24 giờ. Trong khi đó, trạm năng lượng mặt trời ở trên mặt đất phụ thuộc rất nhiều vào yếu tố thời tiết và số giờ nắng trong ngày.

Các dự án hiện tại cho các nhà máy năng lượng mặt trời đang góp phần hỗ trợ cho việc sử dụng pin không gian hiệu quả. Những loại pin này hiện nay đã có, nhưng dự án là khó thực hiện vì nhiều lý do. Cấu trúc trong quỹ đạo cho việc tích lũy năng lượng mặt trời phải rất lớn: ví dụ, để tạo ra 10GW điện năng ở mức 10% tỷ lệ hiệu quả của các tế bào quang điện, thì bề mặt của các tấm pin mặt trời là khoảng 10 km2. Sau đó, công suất điện được tạo ra phải được chuyển đến Trái đất dưới dạng một chùm vi sóng tập trung. Các ăng ten tiếp nhận do đó phải có kích thước là 15 km. Trang thiết bị như vậy không thể xây dựng được và độ tin cậy không thể được đảm bảo.

Các nhà nghiên cứu tại Hiệp hội Lavochkin đề xuất từ bỏ ý tưởng xây dựng các cấu trúc lớn và đặt pin mặt trời và các ăng-ten để truyền qua hệ thống vệ tinh tự điều khiển từ Trái đất. Các nhà nghiên cứu cho rằng việc sử dụng hình thức sóng ngắn dưới dạng vi sóng hoặc sóng radio có sử dụng ăng ten. Điều này sẽ giảm 10 lần kích thước của ăng-ten tiếp nhận. Ngoài ra, các nhà nghiên cứu đang xem xét việc đặt chúng trên khinh khí cầu ở độ cao 4.000 km. Điều này sẽ đảm bảo rằng các phân tử ozone sẽ không hấp thụ sóng radio. Ngoài ra, một quả khinh khí cầu có thể được đặt bất cứ nơi nào trong khu vực bất kỳ. Các chùm ăng ten parabol cần phải hội tụ tại vị trí của vị trí của ăng ten tiếp nhận.

Để triển khai dự án, cần phải có một nhóm khá lớn các máy phát chuyển đổi ánh sáng mặt trời trực tiếp thành năng lượng. Với công nghệ hiện nay người ta đã xây dựng được tàu không gian được trang bị các tấm pin mặt trời kích thước lên đến 500 m2. Ngày nay hiệu suất quang điện có thể đạt đến 60%. Các nhà nghiên cứu sẽ tạo ra một cấu trúc bán dẫn không chỉ có khả năng chuyển đổi năng lượng mặt trời, mà còn truyền tải dưới dạng vi sóng. Một hệ thống điều khiển cho điều hành cỗ máy năng lượng vũ trụ tự động này cũng sẽ được phát triển. Các chuyên gia ước tính rằng để giải quyết các vấn đề của một cuộc khủng hoảng năng lượng sắp tới và theo kịp với các nước phát triển, Nga phải bắt đầu phát triển các nguồn năng lượng mới ngay từ bây giờ.

Hồi tháng 9/2009, Nhật Bản cũng công bố kế hoạch trị giá 21 tỷ USD nhằm đưa một vệ tinh nhỏ lên quỹ đạo để thu năng lượng mặt trời rồi truyền điện về Trái đất bằng vi sóng. Nguồn năng lượng này dự kiến sẽ cung cấp đủ cho nhu cầu sử dụng điện của 300.000 hộ gia đình.

Theo Vista.gov.vn

Xây dựng các nhà máy điện mặt trời trong không gian

Chuyển đổi chiếu sáng xanh hướng tới Net Zero

National Energy Efficiency Programme - Ministry of Industry and Trade