일본 위성, 지구로 태양광 전력 전송

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일본은 내년에 마이크로파 형태로 우주에서 지구로 태양 에너지를 발사할 준비를 하고 있습니다.

우주에서의 태양광 발전 시스템 시뮬레이션. 사진: AFRL — 우주에서의 태양광 발전 시스템 시뮬레이션. 사진: *AFRL*

미국 엔지니어들이 비슷한 업적을 달성한 지 2년 후, 일본은 내년에 우주에서 지구로 태양 에너지를 발사할 준비를 하고 있습니다. Space는 4월 19일에 이 개발이 기후 변화에 맞서 싸우는 가운데 세계가 화석 연료를 줄이는 데 도움이 될 수 있는 우주 기반 태양광 발전소를 향한 중요한 진전을 의미한다고 보도했습니다.

이번 주 국제 우주 에너지 컨퍼런스에서 일본 우주 시스템 연구소의 고문인 고이치 이지치는 우주에서 소형 태양광 발전소를 테스트하고 저궤도에서 지구로 무선으로 에너지를 전송하기 위한 로드맵을 설명했습니다. 그에 따르면, 그것은 약 180kg의 작은 위성이 될 것이며, 고도 400km에서 약 1킬로와트의 전력을 전송할 것입니다. 1킬로와트는 가전제품(예: 소형 식기 세척기)을 크기에 따라 약 1시간 동안 작동하는 데 필요한 전기량과 같습니다. 따라서 이 실험은 아직 상업적으로 이용하기에 적합한 규모는 아니다.

우주선은 2제곱미터 크기의 태양광 패널을 사용해 배터리 팩을 충전할 예정이다. 축적된 에너지는 마이크로파로 변환되어 지구의 수신 안테나로 전송됩니다. 우주선은 약 28,000km/h의 속도로 움직이기 때문에 안테나는 40km에 걸쳐 퍼져 있어야 하며, 각 안테나 간 거리는 5km로 충분한 에너지를 전송해야 합니다. 이지치에 따르면, 변속은 몇 분밖에 걸리지 않지만 배터리 전원이 소진되면 완전히 충전하는 데 며칠이 걸린다고 합니다.

이 임무는 OHISAMA(일본어로 태양을 뜻함) 프로젝트의 일부로, 2025년에 발사될 예정입니다. 연구원들은 고정형 소스에서 지상으로 태양 에너지를 무선으로 전송하는 방법을 시험했습니다. 그들은 올해 12월에 공수작전을 펼칠 계획이다. 이 항공기에는 우주선에 사용되는 것과 유사한 태양 전지가 장착되고, 5~7km 거리에 걸쳐 전기를 전송합니다.

우주에서 태양열을 생산한다는 아이디어는 1968년 아폴로 엔지니어 출신 피터 글레이저가 처음 제시했습니다. 지구의 대부분 재생 에너지 기술과는 달리, 우주 태양 에너지는 날씨나 시간에 영향을 받지 않기 때문에 항상 사용할 수 있습니다. 오늘날에는 바람이 불지 않거나 해가 졌을 때 수요를 충족하기 위해 석탄이나 천연가스를 사용하는 원자력 발전소와 화력 발전소가 활용됩니다. 최근의 기술 발전으로 앞으로 이 문제의 일부를 해결하는 데 도움이 될 수도 있습니다. 하지만 연구자들은 아직 21세기 중반까지 탄소 배출이 없는 지속적 전기 공급을 보장하는 방법을 알아내지 못했습니다.

자동화 기술과 무선 전력 전송, 특히 거대한 스타십 로켓의 등장으로 우주에서 태양열을 이용하는 것이 현실이 될 수 있습니다. 작년에 캘리포니아 공과대학(Caltech) 엔지니어들이 우주 태양광 발전 시범 임무에서 제작한 위성이 최초로 우주에서 태양광을 전송했습니다. 임무는 2024년 1월에 종료됩니다. 그러나 NASA 보고서에 따르면 궤도 발전소를 건설하고, 발사하고, 조립하는 데 필요한 에너지로 인해 시설에서 생산하는 전기 비용이 너무 비싸며, 지구의 풍력 및 태양광 발전 비용보다 12배 이상 높습니다.

안캉 ( 우주 에 따르면)

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