Od naučne fantastike do stvarnosti — Solarna elektrana u svemiru

Autorka: Milica Simonović

‚‚Tačke ka kojima su usmereni naši energetski zraci su bliže i mnogo manje. One su hladne i čvrste i na njima žive ljudska bića slična meni… milijarde ljudskih bića. Sa jednog od tih svetova smo došli Donavan i ja. Našim zracima snabdevamo te svetove energijom koju izvlačimo iz jedne od tih ogromnih užarenih kugli što se nalaze u našoj blizini. Mi tu kuglu zovemo Sunce i ona se sada nalazi sa druge strane stanice tako da ne možeš da je vidiš’’, ovako tek sastavljenom robotu objašnjava funkciju solarne elektrane koja se nalazi izvan Zemljine atmosfere, Gregori Pauel, junak kratke priče Razum, Isaka Asimova.

Koncept solarne elektrane u svemiru koja bežično prenosi energiju do Zemlje je upravo prvi put opisan 1941. godine u ovoj priči, čiji se autor smatra jednim od najvećih pisaca naučne fantastike. Prošlo je 27 godina do trenutka kada je ova ideja izašla iz okvira fikcije. U cenjenom naučnom časopisu Science je 1968. objavljen naučni rad Pitera Glejzera, Power From The Sun: Its Future, u kome je američki aerokosmički inženjer razmatrao tehničke principe ovog koncepta. Što se tiče trenutne situacije, sudeći po vestima koje stižu iz Kine, moguće je da ćemo u budućnosti svedočiti pretvaranju Asimove zamisli u pravu prvu svemirsku solarnu elektranu.

Dok nas naučnici upozoravaju da moramo mnogo brže da napustimo fosilna goriva, ne bi li ispunili ciljeve postavljene Pariskim sporazumom, širom sveta se radi na pronalaženju rešenja koja će nam obezbediti čistu energiju i sačuvati klimu.

Međutim, istraživači i inženjeri se susreću sa mnogim izazovima tokom razvoja tehnologija obnovljivih izvora energije, a među nekima vlada mišljenje da bi najbolje rešenje za prevazilaženje mnogih od tih problema bilo postavljanje solarne elektrane u Zemljinu orbitu, gde ne postoji smena dana i noći, kao ni oblaci koji bi mogli da zaklone sunčeve zrake, te bi konstantno bio dostupan neprekidan izvor solarne energije.

Kako bi to tačno funkcionisalo?

Možda ste prošle godine ispratili vesti koje su prenosili domaći i svetski mediji kako se kineska svemirska agencija nada da će do 2050. imati komercijalno isplativu solarnu elektranu u svemiru. Naime, u Čungkingu je u izgradnji postrojenje u kome će se testirati teorijska održivost ovog projekta. Finalna verzija podrazumeva solarnu elektranu koja bi se nalazila na visini od oko 36 000 kilometara od Zemljine površine, u takozvanoj geostacionarnoj orbiti, prateći Zemljinu rotaciju, pa bi za posmatrača sa naše planete stalno imala isti položaj na nebu.

Iako detalji kineskog plana nisu dostupni za javnost, većina poznatih dizajna podrazumeva koncept fotonaponskog niza koji je napravljen od lako pokretljivih jedinica, male mase, koje sačinjava mnogo malih ‚‚solarnih satelita’’. Više takvih nizova bi trebalo vrlo lako da se međusobno povežu i obrazuju veliku strukturu koja će sakupljati sunčevu svetlosnu energiju. Ovakav pristup omogućava jednostavnije montiranje, održavanje i popravljanje.

Fotonaponska ćelija ima sposobnost da energiju sunčevog zračenja prevede u električnu energiju, koja bi se zatim konvertovala u mikrotalase ili laserski zrak i na taj način bežično transportovala do prijemnika stacioniranog na Zemlji. Velike mreže prijemnika bi mogle da se postave u pustinjama, na poljoprivrednim površinama ili čak preko jezera, gde bi se prikupljena energija prevodila u električnu i slala u električnu mrežu.

Ovakvo solarno postrojenje moglo bi da obezbedi neprekidni dotok energije od 2000 gigavata. Stavljeno u kontekst postojećih najvećih solarnih farmi na zemlji snage oko 1 gigavata, koje opet, ne mogu da rade neprekidno, jasna je prednost električne energije koja bi stizala izvan granica naše planete. Kako navode kineski naučnici, solarna elektrana koju planiraju da izgrade i pošalju u geostacionarnu orbitu, omogućila bi pouzdano snabdevanje energijom 99 odsto vremena, šest puta većeg inteziteta nego što to čine solarne farme na Zemlji.

Slični planovi i u drugim zemljama

Prvi korak u planovima Kine je pravljenje solarne stanice male do srednje veličine i njeno lansiranje u stratosferu između 2021. i 2025, dok je izgradnja svemirske solarne elektrane planirana za 2030. Međutim, iako Kina možda postane prva zemlja kojoj je pošlo za rukom da još jednu ideju poteklu iz naučne fantastike prevede u stvarnost, ona u toj nameri nije usamljena.

Evropski naučnici, Japan, Indija, kao i Sjedinjene Američke Države takođe rade na sličnim projektima, a prošlog meseca je Moskovski radio-tehnički institut Ruske akademija nauka registrovao patent za sistem prenosa energije sa solarne elektrane u orbiti do planete Zemlje. Za razliku od pristupa kineskih naučnika, ruski predlažu da se solarna elektrana postavi na nižoj nadmorskoj visini, između 300 i 1000 kilometara i kažu da bi taj pincip bio fleksibilniji i omogućio prenos energije u udaljene delove planete.

Izazovi

Pored pitanja novca, koje uvek igra ulogu u ovako velikim projektima, postoje i druge prepreke koje treba savladati pre nego što ugledamo prvu solarnu elektranu na našem nebu. Jedna od njih je težina same stanice, za koju kineski inženjeri očekuju da bi iznosila oko 1000 tona, što je za 400 tona više od težine Međunarodne svemirske stanice.

Istraživači zbog toga razmatraju i mogućnost postavljanja svojevrsne svemirske fabrike u kojoj bi se pomoću robota i tehnike 3D štampanja gradila solarna elektrana, čime bi se izbeglo lansiranje teških struktura sa Zemlje.

Činjenica je da sve nove tehnologije imaju pred sobom određene izazove, ali to nije opravdanje da se od njih odustane, pogotovo jer ne možemo da priuštimo neograničeno povećanje atmosferske koncentracije gasova sa efektom staklene bašte. Potražnja za energijom svakako raste i taj trend se neće menjati, te svakako moramo da pronađemo metode za proizvodnju velikih količina čiste energije, a jedna od njih može biti solarna elektrana koja će krasiti naše nebo, podsećajući nas na neverovatan razvoj ljudske vrste.