Žemės orbitoje skriejančios saulės elektrinės, gaminamą energiją mikrobangomis perduodančiomis į antžemines elektros skirstymo stotis, traukia vis didesnį mokslininkų dėmesį. Jau dabar esančios technologijos leidžia realizuoti kosminių elektrinių idėją, tačiau pingant krovinių kėlimo į orbitą paslaugoms jų statyba gali rimtai įsibėgėti jau po 10 metų. Apie tai buvo kalbama tarptautiniame saulės energijos pramoninio naudojimo kosmose simpoziume „SPS 2014“.
Žemės orbitoje skriejančios saulės elektrinės, gaminamą energiją mikrobangomis perduodančiomis į antžemines elektros skirstymo stotis, traukia vis didesnį mokslininkų dėmesį. Jau dabar esančios technologijos leidžia realizuoti kosminių elektrinių idėją, tačiau pingant krovinių kėlimo į orbitą paslaugoms jų statyba gali rimtai įsibėgėti jau po 10 metų.
Apie tai buvo kalbama tarptautiniame saulės energijos pramoninio naudojimo kosmose simpoziume „SPS 2014“, į kurį susirinkę daugelio valstybių atstovai konstatavo, kad žmonija šiuo metu labai priartėjo prie megavatų galios kosminių saulės elektrinių statybos. Kosminėmis elektrinėmis vadinamos į geostacionarią orbitą aplink Žemę iškelti dideli saulės fotoelementų masyvai. Kadangi tokios saulės elektrinės nepriklausytų nuo Žemės atmosferos sąlygų ir būtų didelio ploto, jos galėtų generuoti milžinišką energijos kiekį, kurį būtų galima perduoti į Žemę lazerio spinduliais ar mikrobangų pluoštais.
Pagrindinė tokių energijos šaltinių kūrimo problema yra kosminių skrydžių kaina pristatant tokių elektrinių statybai būtinas konstrukcijas ir modulius. Reikiamų medžiagų ir konstrukcijų masė skaičiuojama šimtais tonų. Tačiau krovinių kėlimo į kosmosą kaina, į šią paslaugų rinką įsijungiant privačioms JAV bendrovėms, tolydžio mažėja, ir mokslininkai mano, jog pačiu artimiausiu metu tokių skrydžių kaštai smarkiai nukris.
Tai atvers kelią pirmųjų kosminių saulės elektrinių statybai. Kol kas tik Japonija yra parengusi didelio masto valstybinę kosminių saulės elektrinių naudojimo programą ir planuoja gigavatų galios klasės tokių jėgainių statybą. Kad būtų aiškiau, galima pridurti, kad vieno didelės atominės elektrinės reaktoriaus elektrinė galia siekia apie 1000 megavatų.
Beje, tyrimus šioje srityje gana aktyviai vykdo ir Kinija: kasmet tam skirama apie 30 mln. JAV dolerių. Tokijo universiteto profesorius Susumu Sasaki „SPS 2014“ simpoziume sakė, kad kosminių saulės elektrinių statybai būtinos daugkartinio naudojimo raketos.
Jis apskaičiavo, kad dabartinėmis krovinių kėlimo į kosmosą kainomis, kurios siekia apie 10 000 dolerių už 1 kg, 10 tūkstančių tonų masės orbitinės saulės elektrinės pagamintos elektros kaina sudarys 1,12 JAV dol. už 1 kWh. Ji aiškiai per didelė, kad galėtų konkuruoti su šiluminėmis arba atominėmis elektrinėmis, nors tam tikromis aplinkybėmis, pavyzdžiui, karo veiksmų zonoje, kur energiją gamina neefektyvūs dyzeliniai generatoriai, tai galėtų būti visai priimtinas sprendimas. Tačiau krovinių kėlimo į orbitą kainą sumažinus iki 1 000 JAV dolerių už 1 kg kosmose pagamintos elektros kaina sudarytų tik 18 JAV centų už vieną kilovatvalandę. Galima palyginti, kad, pavyzdžiui, Teksaso valstijoje elektros kaina prasideda nuo 9 centų už 1 kWh, o kai kuriuose JAV regionuose priartėja prie 20 centų.
Šiuo metu privati JAV bendrovė „SpaceX“ bando daugkartinio naudojimo raketos prototipą. Jeigu bandymai bus sėkmingi, tokia raketa galės kelti krovinius į kosmosą už 1 000 JAV dolerių skaičiuojant vienam naudingo krovinio kilogramui. Būtent nuo šios akimirkos, profesoriaus S. Sasaki teigimu, bus galima pradėti pirmosios eksperimentinės kosminės elektrinės statybą. Ji būtų vykdoma per metus iškeliant į orbitą apie 50 tonų krovinių. Prireiktų 15 daugkartinės „SpaceX“ raketos skrydžių, kad orbitoje aplink Žemę būtų galima pastatyti megavato galios elektrinę.
Gigavato ir didesnio galingumo elektrinėms pastatyti kosmose prireiktų daugiau skrydžių, bet, pasak mokslininko, elektrinės galingumą būtų galima didinti palaipsniui. Be to, tobulėja ir saulės fotoskydelių gamybos technologijos, o jų naudingumo koeficiento padidėjimas leistų labai paspartinti kosminių elektrinių statybą. S. Sasaki tvirtina, kad kosmose pagamintos energijos perdavimas į Žemę bus saugus: esą naudojant platų mikrobangų pluoštą jo aprėptyje be jokio pavojaus sveikatai galės skraidyti paukščiai.
Pagrindinė problema bus tik dažnių ruožo pasirinkimas. Manoma, kad kosminės elektrinės energiją į Žemę siųs 2,45 GHz arba 5,8 GHz mikrobangų dažnio ruožuose, nes tokių dažnių juosta labiausiai atspari orų poveikiams.
Sufokusuotas tokių mikrobangų spindulys, pasak mokslininkų, galėtų būti naudojamas ir kaip geoinžinerijos įrankis slopinant audras ar nukreipiant uraganus nuo tankiai apgyvendintų šalies rajonų. Taigi, vien tik galimo daugelio milijardų nuostolių, patirtų dėl stichijų šėlsmo, išvengimo galimybės kosminių elektrinių statyba atrodo labai perspektyvi.
