Se animationen: Solkraftværker i rummet sender energi til Jorden
more_vert
close

Få de daglige nyheder fra Version2 og Ingeniøren. Læs mere om nyhedsbrevene her.

close
Ved at tilmelde dig accepterer du vores Brugerbetingelser, og du accepterer, at Teknologiens Mediehus og IDA-gruppen lejlighedsvis kan kontakte dig om arrangementer, analyser, nyheder, job og tilbud m.m. via telefon og e-mail. I nyhedsbreve, e-mails fra Teknologiens Mediehus kan der forefindes markedsføring fra samarbejdspartnere.

Se animationen: Solkraftværker i rummet sender energi til Jorden

Solen indeholder al den energi, som vi mennesker kan drømme om, og ved at høste energien så tæt på kilden som muligt, kan vi løse en stor del af klodens energiproblemer.

Det er den grundlæggende tanke bag et kæmpeprojekt foreslået af Pentagons National Security Space Office (NSSO), der vil have den amerikanske regering til at støtte udviklingen af solceller i rummet.

I en ny rapport foreslår NSSO, at regeringen bruger 52 milliarder kroner over de næste 10 år på at bygge en test-satellit, der kan sende 10 megawatt ned til Jorden. Men i horisonten lurer planerne om at bygge kilometerlange solcellepaneler, der kan dække 10 procent af amerikanernes energiforbrug i 2050.

Læs også: Infografik: Solkraftværker i rummet sender energi til Jorden

Solenergien i rummet er langt større end på jorden

Fordelen ved at udnytte sollyset uden for Jordens atmosfære er, at hver kvadratmeter modtager 1.366 kilowatt solstråling. På jorden giver solens stråler kun 260 watt per kvadratmeter, fordi lyset svækkes på vej gennem atmosfæren og ikke er tilgængelig om natten.

Ifølge NSSO vil et kilometerbredt bånd af solpaneler hele vejen rundt om Jorden hvert år dække energiforbruget svarende til jordens samlede olieressourcer.

Mikrobølgestråling sender energi til jorden

Et af de mest fremhævede forslag til et solkraftværk i rummet går på at bygge to hovedpaneler, strækker sig over fem kilometer.

En afsender på satellitten konverterer sollyset til radiofrekvenser på omkring 2,45 eller 5,8 GHz og sender det mod en modtager på Jorden, kaldet, kaldet en rectenna, som opfanger energien og konverterer mikrobølgestrålingen til jævnstrøm.

Modtagerne ligner et flere kilometer bredt net, der er spændt ud over Jordens overflade i en højde, der giver plads til at dyrke Jorden under nettet. Sollys og regn får nemlig lov til at passere gennem modtageren, og varmen fra oven kommer formentlig til at svare til at sidde i nærheden af et bål, skriver NSSO.

Nutidens teknologi åbner igen dørene for solpaneler i rummet

Ideen om at sende solpaneler ud i rummet er mere end 30 år gammel, og Nasa har i samarbejde med den amerikanske energistyrelse brugt 420 millioner kroner over de seneste 30 år på at undersøge mulighederne.

De første udkast til projektet i 1970'erne blev forkastet, da solpanelernes effekt var alt for ringe. Dengang forestillede man sig, at op mod 100 astronauter skulle være håndværkere på projektet i rummet.

Den teknologiske udvikling har dog forbedret solpanelernes effekt markant. I 1970'erne omdannede solceller kun mellem syv og ni procent af solenergien til elektricitet. I dag er man oppe på omkring 40 procent.

Samtidig forestiller det amerikanske forsvarsministerium sig, at robotter kan erstatte astronauterne og samle solpanelerne i rummet.

Forskere må i tænkeboks for at få materialet i rummet

Den største udfordring består i at få materialet sendt op i rummet. Et enkelt solkraftværk i rummet forventes at veje 3000 kubikton. Til sammenligning vejer den internationale rumstation 232 kubikton.

For at få så store mængder materiale op i rummet kræver det omkring 100 raketopsendelser med den nuværende kapacitet. I dag opsender USA omkring 15 om året.

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Det her er en af den slags historier Ingeniøren, på basis af almindelig kritisk tænkning, burde holde sig for god til at sprede.

Rent bortset fra at det sandsynligvis ikke kan lade sig gøre at bygge dimsen, er det sandsynligvis også umuligt at holde den på plads i banen uden et extraordinært stort brændstofforbrug.

Dertil kommer at den stråle af mikrobølger der skal transportere energien til jorden ikke med nogen realistisk effektivitet kan konverteres til andet end varmeenergi på jorden. (og så ser vi helt bort fra
hvad der sker med satelitter, fly og fugle der flyver igennem strålen)

Man skal bruge en sikkerheds-zone på over 50 km rundt om modtagerstationen og den skal ligge tæt på ækvator for at minimere det atmosfæriske tab, så hvad man lige skal bruge varme til i en ørken i det klimabælte melder historien ikke noget om.

Historien er en gammel våd drøm fra de mindre oplyste dele af Pentagon, i det oprindelige projekt var satelliten i en polær solsynkron bane og den oprindelige anvendelse af energien var at varme russiske tanks i centraleuropa.

Ideen med at bruge energien til noget fornuftigt opstod kun som en efterrationalisering og strider lige så meget imod fysiske principper idag som for 40-50 år siden.

Og hvorfor overhovedet sende solpanelerne ud i rummet, når man bare kan plastre hele Death Valley, Sahara, Kazakstan og de indre af Australien til med solceller og slippe for alle problemerne med raketter, mikrobølger osv.

Poul-Henning

  • 0
  • 0

At plante solceller i rummet og sende det til jorden er vel den mest stupide ide jeg længe har hørt. Den energi vi modtager omsættes jo til varme når vi forbruger den.
Selvom man vil skygge for et område på jorden , så er det vel en opvarmning der svarer til faktor 5, da effektiviteten er større i rummet.

Hvis man absolut vil ud i rummet, så lav dog nogle store skygge spejle der kan dække store område af polerne så isen i det mindste ikke smelter pga solen, men kun pga varme havstrømme. Desuden er polerne vel også de steder hvor der opsamles mindst CO2.

Poul-Hennings ide med at plastre øde steder til med solceller, er da i det mindste neutral, da det jo alligevel er energi der er kommet igennem atmosfæren.

Henrik

  • 0
  • 0

Artiklen er lidt overfladisk og skøjter lidt let henover det, men den nødvendige teknologi for at muliggøre projektet er så avanceret, at udstyret fordeler sig i 9 rumlige dimensioner - hvorved den generaliserede masse, som det hedder, altså må måles i f.eks. kubikton.

  • 0
  • 0

Vent til NASA har fået bygget deres rumelevator. Dels vil prisen for opsendese blive lav - og problemet med transport af strøm løst. Der kan trækkes et par superledere hele vejen op, og nye moduler kører op på tråden.

  • 0
  • 0

Måske er en fare ved at transportere så kraftige mikrobølger til jorden fra rummet. Sker et uheld, så mikrobølgerne blot ændrer deres position få grader, rammes måske en millionby i USA.

  • 0
  • 0

Og hvorfor overhovedet sende solpanelerne ud i rummet, når man bare kan plastre hele Death Valley, Sahara, Kazakstan og de indre af Australien til med solceller og slippe for alle problemerne med raketter, mikrobølger osv.

Poul-Henning

Enig...hvorfor ikke koncentrere sig om lidt mere "jordnære" løsninger først.......men ok, altid interessant at læse lidt science fiction.

Solceller der hvor solen skinner og der er masser af plads...i ørkenen...kan sikkert være et glimrende supplement til basis strømforsyningen.....el i dagtimerne hvor der er brug for det.

  • 0
  • 0

James Bonds fjender har været inde på noget ligende, det var vist bare solstrålerne der blev sendt ned koncentreret, men kunne de ikke tage en snak med dem, de har jo fået smidt en satelit derop der kunne... Vist endda mere end en gange.

  • 0
  • 0

John: Som jeg læser det, er 1 kubikton = 1 000 000 000 kg^3 ikke en passende enhed til at måle hverken masse eller vægt. Men mener du, at det er fuldstændig rimeligt at skrive - uden at fortrække en mine - at et solspejl vil veje 3000 ton^3 = 3000.000.000.000 kg^3? :)

Hvad er den fysiske tolkning, mener du, af udsagnet "xxx vejer yyy kg^3"?

  • 0
  • 0

Da jeg hørte om projektet første gang, ville det tage 10 - 20 år at bygge skidtet, og få det sendt op. Det ville tage yderligere 10 - 20 år før det havde produceret lige så meget energi, som der var bugt til at bygge det og sende det op. Altså en tidshorisont på 20 - 40 år før det energimæssige regnskab balancerede! Det rent pengemæssige regnskab må være astronomisk.

  • 0
  • 0

her ser vi nu igen en, quick fix "ikke løsning".

Der existere ikke nemme løsninger på verdens globale energi problem. det kræver hård arbejde at løse dette problem. Det skal løses med en kompination af rigtige mange små og mellem store løsninger hvor energi besparelse udgør en af de største del løsninger.

vores fødevareproduktion skal gå fra
1000-1500 km fra jord til bord til max 100-1500 km fra jord til bord.

Globalisering skal blive til genlokalisering

  • 0
  • 0

Helt korrekt! Globaliseringen er faktisk problemet på hele energidilemaet

Nej, det er ikke globaliseringen der er problemet, problemet er at transportpriserne er kunstigt lave fordi der ikke betales for de skader den forvolder.

Skaderne er ikke kun CO2 udslip og luftforurening, det er også giftig bundmaling, invasive arter der spredes via ballastvand og olieudslip.

Poul-Henning

  • 0
  • 0

Når jeg læser indlægene om hvor få resurcer vi har og hvor meget vi bruger, kan jeg altså ikke lade være med at gnide i hænderne over mine råvare indexerede oblikationer... de bliver sgu mere og mere værd jo mindre vi har af tingende. Men jeg kan godt se problematikken i at vi bruger løs og endnu ikke har fundet en anvendelig løsing til hvad der kan gøres når vi løber tør for det vi bare henter op fra undergrunden og brænder af for at få energi.. tvivler lidt på at rapsolie kan dække verdens behov.

  • 0
  • 0

PH, nu må du altså lige tænke (og evt. researche?) før du farer så kategorisk i blækhuset!!
Specielt da ideens eneste virkelige akilleshæl er launch-mænder og pris ifht. effekt. To punkter du slet ikke nævner.

Det her er en af den slags historier Ingeniøren, på basis af almindelig kritisk tænkning, burde holde sig for god til at sprede.

At NSSO udgiver en rapport, der foreslår massiv investering i et ingeniørtungt område er da relevant for Ingeniørern!!
Man kunne selvfølgelig også have ønsket af et medie som ingeniøren selv havde researchet området, og addresseret de overvejelser som du har/burde have gjort dig.

det sandsynligvis også umuligt at holde den på plads i banen uden et extraordinært stort brændstofforbrug.

Energien for station-keeping aftager meget stærkt med kredsløbs-højden.
Det er et spørgsmål om optimering imellem forbrug til opsendelse versus ekstra reaktionsmasse til stationkeeping. I blot et par tusinde km højde, er forbruget til at holde banen ganske ringe, især hvis det ikke er et krav at den er præcis (eller helt cirkulær). Desuden ville man formentlig basere stationkeeping på en form for elektrisk fremdrift, ved en satellit med så højt energi-regnskab.

Dertil kommer at den stråle af mikrobølger der skal transportere energien til jorden ikke med nogen realistisk effektivitet kan konverteres til andet end varmeenergi på jorden.

Så vidt jeg ved, kan microbølger (med en tilstrækkelig stor rektenna) konverteres til elektricitet med effektiviteter over 90% ? 5.8Ghz er dog måske for højt, hvis så store effektiviteter skal opnås.

(og så ser vi helt bort fra
hvad der sker med satelitter, fly og fugle der flyver igennem strålen)
Man skal bruge en sikkerheds-zone på over 50 km rundt om modtagerstationen

Du burde selv være istand til på bagsiden af en serviet at modbevise dette. Der tales typisk om energier i størrelsesordenen 1 GW per 20 km² jord areal, hvilket giver energitætheder på 50W/m².
Det svarer ca. til energitætheden i hovedet når man taler i mobiltelefon (jeg gider ikke diskutere hvorvidt det niveau er farligt, vi kan blot konstatere at det er udbredt).
Disse tal fremgår ikke af artiklen, men kan nemt googles, og de kan også findes ved lidt antenne overvejelser, se nedenfor.

og den skal ligge tæt på ækvator for at minimere det atmosfæriske tab, så hvad man lige skal bruge varme til i en ørken i det klimabælte melder historien ikke noget om.

Ved de frekvenser der nævnes, er atmosfæriske tab da ikke en væsentlig faktor? Det er ikke mit område, så jeg hører da gerne hvis du kan underbygge det.
Derudover behøver satelliterne ikke være geostationære.
Uanset, så er det bestemt ikke NSSO's idé at antennerne skal ligge ved ækvator! Tværtimod er ders tanke (hvad der måske burde have fremgået af artiklen!!) at teknologien også kan bruges til at forsyne fremskudte militære udposer overalt på jorden.

den oprindelige anvendelse af energien var at varme russiske tanks i centraleuropa.

Det er vist ikke muligt med de frekvenser der bliver nævnt her.
For at opnå en rimelig energi-overførsel, skal:
(receiver aperture) >= (wavelength)(distance)/(transmitter aperture)
For 2,5 GHz er bølgelængden 0,12 meter.
For geostationære satelliter er afstanden 36 000km.
En 1 GW satellit med 20% effektive solceller er 3,7km², og sendeantennen kunne være lige så stor.
Så skal modtage-antenne være mindst 1,2km²!
Det giver altså en maksimal opnåelig energi-intensitet på 830W/m². Det er 80% af sollys... måske lidt højt til langtidsophold, men ikke noget der kan genere en tank!!
For at opnå effektive systemer, taler man typisk om 10 gange større modtager, hvilket giver den lave intensitet jeg nævnte tidligere.
Hvis man derimod sender energien ned som lys, kan den naturligvis sagtens være farlig.

Og hvorfor overhovedet sende solpanelerne ud i rummet, når man bare kan plastre hele Death Valley, Sahara, Kazakstan og de indre af Australien til med solceller og slippe for alle problemerne med raketter, mikrobølger osv.

Hvis formålet er traditionel energiproduktion, så er svaret naturligvis at der ikke er sol om natten.
Hvis man ser med militære øjne, så vil man naturligvis gerne have en energi-kilde, der umiddelbart kan sendes til en given modtager.
Det siges at 70% af logistikken i Iraq går med at transportere benzin/diesel!
Til militære formål vil man dog nok gå op i frekvens, for at kunne bruge mindre modtager antenner, og så dukker problemet med farligheden naturligvis op igen!

Konklusionen på alt dette er, at ideen da holder vand, men iøvrigt kan den slet ikke betale sig til almindelig energi-produktion.
Til produktion til særlige områder, som krigs-zoner eller som nødhjælp kan den måske være interessant.

  • 0
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten