ESA SOLARIS: Điện mặt trời truyền không dây từ không gian xuống trái đất
Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA) có kế hoạch nghiên cứu các công nghệ quan trọng cần thiết để chuyển hóa Năng lượng Mặt trời từ Không gian thành điện năng thông qua sáng kiến SOLARIS.
Năng lượng điện mặt trời từ không gian truyền xuống Trái Đất. Ảnh AirBus
Theo sáng kiến SOLARIS của ESA, năng lượng mặt trời có thể được thu thập từ xa trong không gian, truyền không dây xuống Trái đất đến bất cứ nơi nào theo yêu cầu cần thiết. Gần đây, ở Đức đã trình diễn một trong những công nghệ truyền tải điện không dây cho khán giả gồm những người ra quyết định từ doanh nghiệp và chính phủ.
Cuộc trình diễn tính khả thi của công nghệ diễn ra tại Nhà máy Đổi mới X-Works của Airbus ở Munich. Tia vi sóng được sử dụng để truyền năng lượng xanh giữa hai điểm đại diện cho "Không gian" và "Trái đất" trên khoảng cách 36 mét.
Nguồn năng lượng nhận được được sử dụng để thắp sáng một thành phố kiểu mẫu và sản xuất hydro xanh bằng phản ứng điện quang phân tách nước. Năng lượng mặt trời dư thừa thậm chí còn phục vụ để sản xuất bia rượu 0% được làm mát không dây đầu tiên trên thế giới trong tủ lạnh trước khi phục vụ khán giả xem.
Để chuẩn bị cho châu Âu ra quyết định trong tương lai về Điện mặt trời từ không gian, ESA đã đề xuất một chương trình chuẩn bị cho châu Âu, được đặt tên là SOLARIS, trước mắt đệ trình cho Hội đồng ESA cấp Bộ trưởng sắp tới vào tháng 11/2022.
Điện mặt trời không gian là một nguồn năng lượng tiềm năng sạch, giá cả phải chăng, liên tục, dồi dào và an toàn. Khái niệm cơ bản này được đưa ra mang tính cấp bách do nhu cầu ngày càng cao về những nguồn năng lượng sạch và an toàn mới, đáp ứng tiến trình chuyển đổi châu Âu sang thế giới Net Zero carbon vào năm 2050. Nếu châu Âu muốn có được nguồn năng lượng vô tận, có khả năng thay đổi thế giới này thì đây là thời điểm phải bắt đầu.
SOLARIS: Dự án hấp thu năng lượng mặt trời trên không gian xuống trái đất. Video: ESA - Cơ quan Vũ trụ Châu Âu
Trong mô hình hoạt động của hệ thống Điện mặt trời từ không gian, các vệ tinh năng lượng mặt trời trên quỹ đạo địa tĩnh sẽ thu hoạch ánh sáng mặt trời thường xuyên 24/7 và chuyển thành vi sóng mật độ công suất thấp chiếu xuống các trạm thu trên Trái đất an toàn. Cấu trúc thiết kế của những vệ tinh này sẽ phải lớn, có thể có kích thước đến vài km nhằm tạo ra năng lượng tương đương với một nhà máy điện hạt nhân điển hình. Kích thước của các trạm thu vi sóng trên bề mặt Trái đất cũng tương tự.
Để đạt được điều này, cần phải có những tiến bộ kỹ thuật trong các lĩnh vực chưa từng được thực hiện như hoạt động sản xuất trong không gian và lắp ráp robot, quang điện hiệu suất cao với chi phí thấp, điện tử công suất cao và khả năng tạo chùm sóng tần số vô tuyến.
Cần có những nghiên cứu sâu hơn nhằm xác định tác động của vi sóng công suất thấp đối với sức khỏe con người và động vật là lành tính, cũng như khả năng tương thích với máy bay và vệ tinh, không gây ra các hậu quả với trang thiết bị điện tử trên phương tiện bay.
SOLARIS của ESA sẽ được đề xuất với các bộ trưởng không gian của châu Âu tại Hội đồng Cơ quan ở cấp Bộ trưởng ngày 22-23/11, những người sẽ nghiên cứu các công nghệ này. Bản đệ trình dự án cho phép các Quốc gia thành viên của Cơ quan ESA đưa ra lựa chọn sáng suốt về khả năng triển khai Điện mặt trời trên không gian trong tương lai như một nguồn điện năng sạch, luôn hoạt động bổ sung cho những nguồn năng lượng tái tạo hiện có, giúp Châu Âu đạt được trạng thái Net Zero vào giữa thế kỷ này.
Hơn thế nữa, những công nghệ đột phá trong các lĩnh vực này cũng sẽ mang lợi ích to lớn cho những nỗ lực phát triển tàu vũ trụ khám phá không gian, các cơ sở hoạt động trong không gian và các ứng dụng công nghệ trên mặt đất.
