استارتاپ آمریکایی می‌خواد با لیزر، انرژی خورشیدی در فضا را مستقیم به پنل‌های زمینی ارسال کند

یک استارتاپ آمریکایی ده‌ها میلیون دلار سرمایه جذب کرده تا انرژی خورشیدی را از فضا به پنل‌های خورشیدی زمینی ارسال کند؛ طرحی که می‌تواند تأمین برق پس از غروب خورشید را ممکن کند.

در یک دهه گذشته، انرژی خورشیدی به ارزان‌ترین روش تولید برق تبدیل شده است. بااین‌حال، بزرگ‌ترین چالش آن یک واقعیت ساده است: همیشه روز نیست! بدون تابش خورشید، امکان تولید برق وجود ندارد. هرچند باتری‌ها می‌توانند با ذخیره مازاد برق تولیدی در طول روز، بخشی از این مشکل را جبران کنند، اما باز هم پنل‌های خورشیدی در بخش قابل‌توجهی از زمان بلااستفاده می‌مانند.

به گزارش فوربز، «مارک برت»، رئیس استارتاپ Overview Energy راه‌حلی برای این محدودیت ارائه کرده است. او قصد دارد مجموعه‌ای از ماهواره‌ها را در مدار زمین‌همگام (مدار ژئو: ۳۵۷۸۶ کیلومتری درست بالای استوای زمین) مستقر کند تا انرژی خورشیدی را جمع‌آوری کرده و به مزارع خورشیدی موجود روی زمین ارسال کند.

در مدار ژئو، خورشید به‌طور مداوم قابل مشاهده است و همین ویژگی باعث می‌شود منظومه خورشیدی Overview Energy پیوسته و حتی در شب نیز برق تولید کند.

این فناوری چگونه کار می‌کند؟

این ماهواره‌ها با تبدیل انرژی خورشیدی به پرتوهای لیزر با طول‌موج فروسرخ نزدیک این کار را انجام می‌دهند؛ پرتوهایی که می‌توانند مستقیماً به پنل‌های خورشیدی روی زمین تابانده شوند و این پنل‌ها از پیش توانایی تبدیل این طول‌موج‌های نوری به برق را دارند. به گفته برت، این پرتوها با طول‌موج پهن و درنتیجه کم‌انرژی هستند و هیچ خطری برای افراد روی زمین ایجاد نمی‌کنند.

او افزود هر ماهواره می‌تواند یک محدوده جغرافیایی وسیع را پوشش دهد؛ به این معنا که در طول یک چرخه ۲۴ ساعته، یک ماهواره ممکن است در مقاطعی از روز برق غرب اروپا را تأمین کند، سپس انرژی را به کالیفرنیا منتقل کرده و در زمان دیگری دوباره به اروپا بازگرداند.

آزمایش عملی

این شرکت در مسیر توسعه فناوری خود پیشرفت‌های قابل توجهی داشته است. یکی از چالش‌های اصلی، یافتن راهی برای کاهش هزینه پوشش‌های پیشرفته‌ای بود که برای عملکرد لیزرها ضروری هستند. چالش دوم نیز توسعه یک زیرساخت ماژولار برای سامانه‌ها بود تا تولید در مقیاس صنعتی از نظر اقتصادی مقرون‌به‌صرفه شود.

برت اعلام کرد که هر دو مانع برطرف شده‌اند و حالا Overview Energy برای نمایش عملی توانمندی فناوری خود، یک آزمایش میدانی انجام داده است. در این آزمایش، برق از یک هواپیمای سبک در ارتفاع پنج کیلومتری، از طریق لیزر به یک گیرنده زمینی متشکل از پنل‌های خورشیدی منتقل شد.

به گفته شرکت، این آزمایش نخستین نمونه انتقال بی‌سیم برق پرقدرت از یک سکوی متحرک بوده است: «به‌کارگیری سامانه‌های نوری و لیزری در فضا، در کنار استفاده از پنل‌های خورشیدی رایج روی زمین، نشان‌دهنده قابلیت توسعه‌پذیری و مقیاس‌پذیری طرح است.»

این شرکت امیدوار است نخستین ماهواره‌هایش هرکدام قادر باشند حدود یک مگاوات برق را به‌طور مستقیم در اختیار تأسیسات مقیاس نیروگاهی روی زمین قرار دهند؛ با این هدف که در آینده بتوان این انرژی را بسته به نیاز، به نقاط مختلف کره زمین منتقل کرد.

چشم‌انداز آینده

برنامه بعدی Overview Energy پرتاب یک ماهواره آزمایشی به مدار پایین زمین تا سال ۲۰۲۸ است و در صورت موفقیت، این شرکت امیدوار است تا سال ۲۰۳۰ انتقال برق از مدار ژئو را به‌صورت عملیاتی آغاز کند. به گفته مدیران این شرکت، اصل فناوری اثبات شده و اکنون تنها چالش باقی‌مانده، اجرای آن در مقیاس و ارتفاع بالاتر است.

تأمین برق خورشیدی از فضا به‌صرفه است؟

اگرچه چنین رویکردی هنوز رایج نیست، اما چندین شرکت در سال‌های اخیر روی این فناوری متمرکز شده‌اند. Overview Energy جدیدترین نمونه در این حوزه است که موفق شده ۲۰ میلیون دلار سرمایه برای توسعه سامانه انتقال انرژی خورشیدی از ماهواره‌ها به تأسیسات خورشیدی زمینی جذب کند.

به گفته این استارتاپ، به‌کارگیری سامانه‌های نوری و لیزری در فضا، در کنار استفاده از پنل‌های خورشیدی رایج روی زمین، نشان‌دهنده قابلیت توسعه‌پذیری و مقیاس‌پذیری طرح است.

بااین‌حال، باید توجه داشت که در شرایط کنونی، نصب پنل‌های خورشیدی بیشتر روی زمین همچنان به‌مراتب کم‌هزینه‌تر از جمع‌آوری انرژی در فضا و ارسال آن به زمین است! درنتیجه، انتقال بی‌سیم برق از مدار زمین، هرچند رویکردی نوآورانه و قابل‌توجه محسوب می‌شود، اما باید با گزینه‌های ساده‌تر و اقتصادی‌تر مانند گسترش مزارع خورشیدی زمینی و توسعه فناوری‌های ذخیره‌سازی انرژی رقابت کند.

سایر بازیگران

Overview Energy تنها بازیگر این میدان نیست. شرکت Aetherflux قصد دارد سال آینده سامانه انتقال برق خود را با ایستگاه‌های زمینی قابل‌حمل آزمایش کند. شرکت بریتانیایی Space Solar نیز برنامه دارد تا سال ۲۰۳۰ برق خورشیدی را از فضا به یک سایت آزمایشی در ایسلند منتقل کند.

شرکت نیوزیلندی Emrod نیز روی انتقال انرژی با امواج مایکروویو کار می‌کند؛ رویکردی که به ایستگاه‌های گیرنده اختصاصی نیاز دارد و با چالش‌هایی مانند ایمنی پرندگان و هواپیماها روبه‌روست.

این محدودیت‌ها باعث شده فناوری Overview Energy در مقایسه با سایر فناوری‌های مشابه، گزینه‌ای عملی‌تر به نظر برسد؛ هرچند هنوز اطلاعات دقیقی درباره بازده نهایی این سامانه و هزینه ترازشده انرژی (LCoE) آن منتشر نشده است.