Đột phá lớn trong sản xuất điện năng lượng mặt trời từ vũ trụ

Space Solar mới đây đã thông báo về một bước tiến quan trọng trong công nghệ truyền tải năng lượng không dây, một bước đột phá quan trọng trong việc thực hiện tham vọng về năng lượng mặt trời trên không gian.

Công nghệ chùm tia năng lượng 360 độ HARRIER (trái) chiếu sóng năng lượng vô hình vào máy thu để làm sáng tấm biển ghi "Space Solar". (Ảnh: Space Solar)

Ý tưởng khai thác năng lượng mặt trời từ không gian, nơi ánh sáng mặt trời gần như không bị gián đoạn, mang đến tiềm năng to lớn trong việc giải quyết nhu cầu năng lượng toàn cầu. Khác với trên mặt đất, trên không gian vũ trụ, mặt trời có khả năng thu thập ánh sáng nhiều năng lượng hơn vì không bị cản trở bởi bầu khí quyển. Các trang trại năng lượng mặt trời trên vũ trụ cũng có thể truyền năng lượng 24/7, bất kể điều kiện thời tiết, mùa vụ hoặc thời gian trên mặt đất.

Tại phòng thí nghiệm ở Belfast, Oxford (Anh) nơi Space Solar đặt trụ sở đã cố gắng thắp sáng một biển hiệu LED bằng cách truyền năng lượng không dây qua không khí từ mọi góc độ. Công ty khởi nghiệp cho biết điều này đánh dấu việc truyền tải điện không dây 360 độ đầu tiên trên thế giới. Chia sẻ với The Next Web, Martin Soltau, người sáng lập Space Solar cho biết: "Lần thử nghiệm này đã xác minh mô hình máy tính của chúng tôi có khả năng mở rộng hệ thống có đường kính từ nửa mét đến hàng trăm mét."

Hệ thống thử nghiệm HARRIER của họ giải quyết một thách thức chủ chốt trong sản xuất điện mặt trời ngoài không gian. Các hệ thống truyền thống đòi hỏi những khớp xoay lớn để liên tục chỉnh hướng bộ pin quang năng theo Mặt Trời và thiết bị thu năng lượng trên Trái Đất. HARRIER cho phép truyền điện theo mọi hướng mà không cần bộ phận chuyển động, giúp tăng cả hiệu suất và độ tin cậy.

Space Solar đang thiết kế một hệ thống vệ tinh khổng lồ bao gồm gương và các tấm pin mặt trời. Điện được tạo ra sẽ được biến đổi thành sóng vô tuyến tần số cao và truyền tới thiết bị thu cố định trên mặt đất. Cách này sẽ cung cấp nguồn điện sạch, ổn định ở quy mô gigawatt (GW). Trang trại điện mặt trời thương mại đầu tiên dự tính sẽ được đặt trên quỹ đạo địa tĩnh, cách đường xích đạo khoảng 35.000 km. Tại đây nó sẽ đi theo vòng quay của Trái đất, liên tục hướng về Mặt trời để thu thập càng nhiều năng lượng càng tốt. Nhà máy sẽ có khả năng cung cấp 180MW vào lưới điện - đủ để cung cấp năng lượng cho một thị trấn lớn.

Người sáng lập Space Solar chia sẻ: “Khả năng phát năng lượng ổn định là trọng tâm trong thiết kế vệ tinh năng lượng mặt trời của chúng tôi”.

Vệ tinh lắp pin quang năng đang quay quanh Trái đất (Ảnh: iLexx/iStock)

Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA), Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Hoa Kỳ (NASA), cũng như một số công ty ở Anh, Mỹ, Trung Quốc và Nhật Bản đều đang nỗ lực biến năng lượng mặt trời trên không gian thành hiện thực. Bộ An ninh Năng lượng và Cơ quan Vũ trụ Vương quốc Anh đã cấp kinh phí tài trợ cho việc phát triển vệ tinh đầu tiên của Space Solar.

Sau khi được thành lập, các vệ tinh chiếu tia mặt trời có quy mô được lên kế hoạch trên toàn thế giới có thể tạo ra khoảng 2GW điện suốt ngày đêm, đủ để cung cấp năng lượng cho hơn một triệu ngôi nhà. Theo ESA, phải cần hơn sáu triệu tấm pin mặt trời trên bề mặt Trái đất để tạo ra lượng điện tương tự.

Mặc dù có tiềm năng vô cùng lớn, tuy nhiên việc sản xuất điện mặt trời từ không gian đặt ra những thách thức mới. Quy mô của dự án về xây dựng và truyền tải năng lượng đòi hỏi sự đổi mới công nghệ đáng kể. Ngoài ra, cần cẩn trọng trước những lo ngại về độ an toàn truyền tải năng lượng không dây công suất cao và tác động tiềm ẩn với rác thải vũ trụ.