Párizsban rendezik november végén az európai tudományos miniszterek legmagasabb szintű találkozóját – adta hírül a The Guardian . A tanácskozás arról szól majd, hogy meghatározzák az Európai Űrügynökség (ESA) következő prioritásait. Az miatt a legfontosabb kérdés, hogy megvizsgálják: képesek lennének-e napelemes erőműveket Föld körüli pályára állítani.
A terv szerint a naperőművek a Föld körül keringve folyamatosan ki lennének téve a napsugaraknak, amit energiává alakítanának és lesugároznák a Földre, ahol betáplálnák az elektromos hálózatba.
A szakemberek mérlegelik, hogy a tudomány jelenlegi állása szerint megvalósítható-e ez a terv.
Az űrben is látható az izraeli sivatagi Szauron szemeA Negev-sivatagban működő naperőmű egyesek számára a zöldtechnológia csodája. Mások szerint azonban az erőmű elképesztő összeget emésztett föl, teljesen fölöslegesen. |
A felhasználása nem új keletű az űriparban. Az 1957-ben fellőtt Szputnyik 1. még akkumulátoros volt, de egy évvel korábban az amerikaiak útnak indították a Vanguard 1.-et, amely a negyedik műhold volt a Föld körül, és az első, amely napenergiával működött. Azóta a napelem számít az űrhajók első számú energiaforrásának. A Vanguard 1. még csak a befogott napfény 9 százalékát tudta elektromos árammá alakítani, mára viszont ennek már a kétszeresére képesek a napelemek.
A napenergia költsége gyorsan csökkent az elmúlt 20 évben, gyorsabban, mint azt az iparág legtöbb szereplője várta
– mondta Jochen Latz, a McKinsey & Company vezetési tanácsadó cég szakértője. Hozzátette, hogy a Közel-Keleten és Ausztráliában már a napenergia a legolcsóbb módja az áramtermelésnek. Latz szerint a technológia fejlődésével ez a középső szélességi körök országaiban is megvalósul majd.
2050-ben arra számítunk, hogy az EU-ban felhasznált energia több mint 40 százaléka napenergiából származik majd
– tette hozzá és azt is kifejtette, hogy ezzel a napenergia lenne az EU legnagyobb energiaforrása.
Ezek a problémák állnak még az emberiség útjában
A napelemek ugyan kiváló energiaforrások, de még számos probléma van velük, amelyekre megoldást kell találni. Az elsődleges kérdés, hogy éjszaka nem tudnak áramot termelni. Májusban az ausztráliai Új-dél-wales-i Egyetem docense és kutatócsoportja
olyan napelemet mutatott be, amely nem a napfény elnyeléséből állítja elő az elektromos áramot, hanem az infravörös sugárzásból.
Egy ilyen rendszer kiválóan működhetne éjszaka is, mivel a Föld hő formájában elraktározza a Nap energiáját, amit aztán infravörös sugárzásként visszabocsát az űrbe. Az ausztrál kutatók megoldása így működőképessé teheti a napelemeket, hogy a nap 24 órájában termeljék az áramot. A technológia alapja hasonló az éjjellátó szemüvegek technológiájához. A találmány működik, de még csak nagyon kis mennyiségű teljesítmény generálására képes, így van még vele munka.
Drágább a naphőerőmű, de jobban megériMarokkóban működik a világ legnagyobb naphőerőműve. Fajlagosan drágább a hagyományos naperőműveknél, de tárolni is tudja az energiát. |
Egy másik nyilvánvaló probléma a napenergiával, hogy rontja a teljesítményét, ha felhős az ég. Ezt úgy lehetne a legkönnyebben kiküszöbölni, ha a napsütéses napokon termelt áramot el lehetne tárolni akkumulátorokban, de a tárolókapacitás ilyen formában még gyengélkedik.
Az EU-nak körülbelül 200 gigawatt kapacitású tárolóakkumulátorra lesz szüksége 2030-ra, de 2021-ben még csak 2,4 gigawatt volt a tárhely, tehát hatalmas növekedésre lesz szükség
– mondta Aidan McClean, az Ufodrive elektromosautó-kölcsönző cég vezérigazgatója.
A kutatók a természetből merítenek ihletet
A napenergia felhasználásának egy másik megközelítése az, hogy a napenergiát nem villamos energiává, hanem a fosszilis tüzelőanyagokhoz hasonló üzemanyag előállítására lehetne felhasználni. A Cambridge-i Egyetem kémiai tanszékének munkatársa, Virgil Andrei és kollégái kifejlesztettek egy vékony „mesterséges levelet”, amelyhez a fotoszintézisből merítettek ihletet.
A növényekben a fotoszintézis napfényt, vizet és szén-dioxidot vesz fel majd oxigénné és cukrokká alakítja át. A mesterséges levelek szintetikus gázt hoznának létre, ami a hidrogén és a szén-monoxid keveréke.
Ez a végtermék felhasználható lenne többfajta tüzelőanyag, például benzin és kerozin előállítására.
A mesterséges levél szintén a levegőben lévő szén-dioxidot nyerné ki és alakítaná át, vagyis két legyet lehetne ütni vele egy csapással.
A napelemek legnagyobb ellensége: a légkör
Látható, hogy a kutatók egyre több és jobb megoldást fejlesztenek ki a napenergia felhasználására. Azonban van egy nehezítő tényező, amivel a Földön nem lehet mit kezdeni, ez pedig a légkör.
A légkör megszűri a napsugarakat és elnyeli az energia nagy részét.
A légkörünkben lévő molekulák megtörik a beérkező napfényt, szétszórják azt, és ez a jelenség okozza, hogy kéknek látjuk az eget. Nyilván ez a folyamat védi meg a Földet attól, hogy a Nap elégessen minden életet, de az energiatermelés szempontjából megnehezíti a szakemberek dolgát. Ennek a megoldása lehet az, hogy a naperőműveket a légkörön kívül, Föld körüli pályára lehetne állítani és onnan lesugározni az energiát.
A lesugárzás vezetékek nélkül is működhet. A műholdak az űrben elektromos árammá, majd mikrohullámú jellé alakítanák a napfényt, amelyet ebben a formában könnyen továbbítani lehet. A Földön a mikrohullámú jelet antennákkal kellene begyűjteni és visszaalakítani árammá.
A technológia már rendelkezésre áll ehhez, viszont akkora léptékben, ami a Föld energiaellátásához kellene, még nem lehet kivitelezni.
Miért nehéz az űrbe naperőművet telepíteni?
A válasz meglepően egyszerű: a pénz miatt.
A tudomány jelenlegi állása szerint minden kilogramm űrbe juttatása nagyjából ezer dollárba kerül.
Ez annyira drágává teszi a folyamatot, hogy egyelőre nem éri meg teljes erőműveket fellőni. A megoldást az újrahasznosítható űrrakéták hozhatják el. Ezek olyan rakéták, amelyek nemcsak felmennek az űrbe, hanem vissza is térnek a Földre, hogy ismét fel lehessen őket lőni.
Csillagháború: kémműholdat lőtt fel a világűrbe OroszországA nyugati országok aggódnak, hogy a műholdat katonai felhasználás céljából küldte fel Oroszország és Irán. |
Ez a megoldás annyival olcsóbbá tehetné az űrutazást, hogy már lenne értelme a Föld körüli pályán keringő napelemekkel foglalkozni. John Mankins, a NASA egykori fizikusa, aki jelenleg az Artemis Innovation Management Solutions elnöke, úgy látja, hogy
az újrahasznosítható rakéták segítségével öt-hét éven belül akár már 300 dollárra csökkenhet az űrutazás költsége kilogrammonként.
