วางแผนผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ในอวกาศ

บริษัท Virtus Solis ของสหรัฐฯ วางแผนที่จะใช้จรวด Starship เพื่อปล่อยแผงโซลาร์เซลล์ขนาดกว้าง 1 กิโลเมตร ซึ่งจะช่วยผลิตและส่งไฟฟ้าในอวกาศ

การจำลองระบบผลิตไฟฟ้าจากแสงอาทิตย์ในวงโคจรของบริษัท Virtus Solis ภาพโดย: Virtus Solis

Virtus Solis บริษัทสตาร์ทอัพที่มีฐานอยู่ในมิชิแกน ซึ่งก่อตั้งโดยจอห์น บัคเนลล์ อดีตวิศวกรจรวดของ SpaceX ได้เปิดตัวแนวคิดในการส่งพลังงานแสงอาทิตย์จากอวกาศที่งาน International Space Energy Conference ที่จัดขึ้นในลอนดอนเมื่อกลางเดือนเมษายน โดยรายงานจาก Space เมื่อวันที่ 30 เมษายน จรวด Starship ของ SpaceX จะเปลี่ยนโฉมการแข่งขันในการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ในอวกาศ โดยทำให้โรงไฟฟ้าจากวงโคจรมีราคาถูกกว่าวิธีการอื่นๆ บนพื้นโลก ตามที่ Virtus Solis ระบุ

ต้นทุนการส่งดาวเทียมสู่อวกาศลดลงอย่างมากในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เนื่องมาจากการถือกำเนิดของจรวดที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ซึ่งริเริ่มโดย SpaceX ในปัจจุบัน บริษัทคิดค่าบริการต่ำกว่า 3,000 ดอลลาร์สหรัฐต่อสินค้าหนึ่งกิโลกรัม แต่ยังคงสูงเกินไปที่จะสร้างพลังงานแสงอาทิตย์ในอวกาศซึ่งต้องใช้แผงโซลาร์เซลล์ขนาดใหญ่กว่าสถานีอวกาศนานาชาติ (ISS)

SpaceX สัญญาว่าเมื่อจรวด Starship ทำงานได้เต็มรูปแบบแล้ว ค่าใช้จ่ายในการส่งดาวเทียมสู่อวกาศจะลดลงเหลือ 10 เหรียญสหรัฐต่อกิโลกรัม แม้ว่าการประมาณการดังกล่าวอาจจะดูมองโลกในแง่ดีเกินไปเล็กน้อย แต่ Bucknell กล่าวว่าเมื่อต้นทุนในการปล่อยยานสู่วงโคจรต่ำของโลกลดลงต่ำกว่า 200 เหรียญสหรัฐต่อกิโลกรัม พลังงานแสงอาทิตย์ในอวกาศจะมีราคาถูกกว่าไฟฟ้าจากโรงไฟฟ้านิวเคลียร์หรือโรงไฟฟ้าถ่านหินและก๊าซธรรมชาติบนพื้นดิน

ในปัจจุบัน แผงโซลาร์เซลล์บนโลกเป็นแหล่งพลังงานไฟฟ้าราคาถูกที่สุด คือ ต่ำกว่า 30 ดอลลาร์ต่อเมกะวัตต์ชั่วโมง แต่ดวงอาทิตย์ไม่ส่องแสงในเวลากลางคืน และผู้เชี่ยวชาญด้านพลังงานจึงพยายามหาวิธีทดแทนปริมาณไฟฟ้าที่ลดลงด้วยแหล่งพลังงานหมุนเวียนอื่นๆ จนถึงขณะนี้ โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ ถ่านหิน และก๊าซ ถือเป็นทางเลือกสำรองเพื่อตอบสนองความต้องการในช่วงกลางคืนหรือในช่วงสภาพอากาศเลวร้าย อย่างไรก็ตาม โรงไฟฟ้าถ่านหินจะส่งผลต่อเป้าหมายในการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่โลกจำเป็นต้องบรรลุ ขณะที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์มีราคาแพงกว่ามาก

“พลังงานนิวเคลียร์มีต้นทุน 150 ถึง 200 เหรียญสหรัฐต่อเมกะวัตต์ชั่วโมง ระบบของเราสามารถลดต้นทุนลงเหลือประมาณ 30 เหรียญสหรัฐต่อเมกะวัตต์ชั่วโมงได้เมื่อนำไปใช้ในระดับขนาดใหญ่” บั๊กเนลล์กล่าว

Virtus Solis ต้องการสร้างแผงโซลาร์เซลล์ขนาดยักษ์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางหนึ่งกิโลเมตร ซึ่งสามารถประกอบขึ้นในวงโคจรได้ด้วยหุ่นยนต์จากโมดูลกว้าง 1.6 เมตร โมดูลดังกล่าวจำนวนหลายร้อยชิ้นสามารถขนส่งด้วยจรวด Starship เข้าสู่วงโคจร Molniya ซึ่งเป็นวงโคจรรูปวงรี โดยมีจุดสูงสุดอยู่ที่ระดับความสูง 800 กิโลเมตรเหนือพื้นโลก และจุดที่ไกลที่สุดอยู่ที่ 35,000 กิโลเมตร

ดาวเทียมในวงโคจรใช้เวลา 12 ชั่วโมงในการโคจรรอบโลกหนึ่งรอบ แต่เนื่องจากลักษณะของวงโคจรนี้ ยานอวกาศจึงสามารถอยู่ในพื้นที่ห่างไกลที่สุดได้นานกว่า 11 ชั่วโมง ดังนั้น กลุ่มดาวเทียมตั้งแต่ 2 ดวงขึ้นไปจะส่งสัญญาณกลับไปยังพื้นที่นั้นเป็นประจำ ระบบแผงโซลาร์เซลล์ 16 แผงจะครอบคลุมพื้นที่ทั่วโลก และส่งพลังงานในรูปแบบไมโครเวฟไปยังเสาอากาศรับสัญญาณขนาดใหญ่บนพื้นดิน

ขณะนี้บริษัทกำลังมองหาวิธีปรับปรุงประสิทธิภาพการส่งพลังงานแบบไร้สาย ซึ่งเป็นอุปสรรคสำคัญต่อการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ในอวกาศ ตามที่ Bucknell กล่าว ระบบปัจจุบันมีประสิทธิภาพประมาณ 5% แต่สำหรับการใช้งานจริง ประสิทธิภาพจะต้องเพิ่มขึ้นเป็น 20% ในเดือนกุมภาพันธ์ Virtus Solis ได้ประกาศแผนการทดสอบดาวเทียมส่งพลังงานในปี 2027 เพื่อทดสอบการประกอบแผงโซลาร์เซลล์ในอวกาศและส่งไฟฟ้ามากกว่าหนึ่งกิโลวัตต์กลับมายังโลก บริษัทหวังจะสร้างโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์เชิงพาณิชย์ระดับเมกะวัตต์ภายในปี 2030

อัน คัง (ตาม สเปซ )

ที่มา: https://vnexpress.net/ke-hoach-san-xuat-dien-mat-troi-trong-vu-tru-4740663.html