この記事はThe Conversationに掲載されたものです。 この記事は、Space.comのExpert Voicesに寄稿されたものです。 Op-Ed & Insights.
Amanda Jane Hughes, Lecturer, Department of Mechanical, Materials and Aerospace Engineering, University of Liverpool
Stefania Soldini, Lecturer in Aerospace Engineering, University of Liverpool
SF みたいな話ですね、宇宙に浮かぶ巨大太陽光発電所から地球に膨大なエネルギーが送られて来るというのは。 1920年代にロシアの科学者コンスタンチン・ツィオルコフスキーが最初に開発したこのコンセプトは、長い間、主に作家のインスピレーションの対象になっていました。 欧州宇宙機関はこれらの努力の可能性に気づき、現在そのようなプロジェクトに資金を提供しようとしており、私たちが宇宙から得る最初の産業資源は「ビーム電力」であると予測している
気候変動は現代における最大の課題であり、多くの問題がある。 地球の気温上昇から天候の変化まで、気候変動の影響はすでに世界中で感じられるようになっている。 この課題を克服するためには、エネルギーの生成と消費の方法を根本的に変える必要があります。
再生可能エネルギー技術は、近年、効率が向上し、コストが下がり、飛躍的に発展してきました。 しかし、その普及の大きな障壁となっているのが、エネルギーが恒常的に供給されないという事実である。 風力発電や太陽光発電は、風が吹いているときや太陽が照っているときだけエネルギーを生み出しますが、私たちは毎日24時間電気を必要としているのです。
宇宙の利点
これを回避する方法として、宇宙で太陽エネルギーを生成することが考えられます。 これには多くの利点があります。 宇宙での太陽光発電は、1日24時間、太陽と向き合うように軌道を回ることができます。 地球の大気も太陽の光の一部を吸収し反射するので、大気圏上の太陽電池はより多くの太陽光を受け、より多くのエネルギーを生産することができます。 1つの太陽光発電所の面積は10キロメートル四方にもなり、これはサッカー場1,400面分に相当します。 最大の出費はロケットで宇宙へステーションを打ち上げる費用であるため、軽量の素材を使用することも重要です。
提案されているソリューションの1つは、何千もの小型衛星の群れを開発して、それらが集まって単一の大きな太陽光発電機を形成するように構成することです。 2017年、カリフォルニア工科大学の研究者たちは、何千もの超軽量太陽電池タイルで構成されるモジュール式発電所の設計を概説しました。 彼らはまた、1平方メートルあたりわずか280グラムという、トランプの重さに似た重さの試作タイルを実演しました
最近では、3D印刷などの製造の発展も、この用途のために注目されています。 リバプール大学では、超軽量の太陽電池をソーラーセイルに印刷するための新しい製造技術を研究しています。 ソーラーセイルとは、折りたたみ可能で軽量かつ反射率の高い膜で、太陽の放射圧を利用して、燃料なしで宇宙船を前進させることができるものです。 私たちは、ソーラーセイル構造体に太陽電池を埋め込んで、燃料を使わない大規模な太陽光発電所を作る方法を研究しています
これらの方法によって、宇宙で発電所を建設することができます。 実際、国際宇宙ステーションや、月の周りを回る将来の月面ゲートウェイステーションから、宇宙でユニットを製造して配備することができる日が来るかもしれない。 このような装置は、実際に月で電力を供給するのに役立つかもしれません。 現在、発電所の建設は地球からの材料に頼っていますが、科学者たちは、月にある材料など、宇宙からの資源を使って製造することも考えています。 太陽電池の電気をエネルギー波に変換し、それを電磁波で地上のアンテナに送ろうという計画です。 アンテナはその電波を再び電気に変換します。 宇宙航空研究開発機構（JAXA）の研究者たちは、すでにこれを可能にする軌道上システムの設計とデモンストレーションを行っています。 中国の研究者たちは「オメガ」と呼ばれるシステムを設計し、2050年までに稼働させることを目標としています。 このシステムは、ピーク時に2GWの電力を地球の送電網に供給することができるはずで、これは膨大な量です。 地球上のソーラーパネルでこれだけの電力を生産するには、600万枚以上のパネルが必要です。
月探査機に電力を供給するために設計されたような小型の太陽光発電衛星は、さらに早く運用できるようになるかもしれません。 私たちの希望は、いつの日か、気候変動との戦いにおいて重要なツールとなることです。
この記事はクリエイティブ・コモンズ・ライセンスの下、The Conversationから再掲載されたものです。 元の記事を読む
フェイスブックやツイッターでエキスパート・ボイスのすべての問題や討論をフォローし、議論の一部になりましょう。 記載されている見解は著者のものであり、必ずしも出版社の見解を反映したものではありません。 このバージョンの記事はLive Scienceに掲載されました。
最近のニュース