Tổng quan Năng lượng truyền năng lượng mặt trời xuống mặt đất từ độ cao 15.000 feet, bước tiếp theo để thách thức các vệ tinh quay quanh

Tổng quan Energy sử dụng tia laser cận hồng ngoại để cung cấp năng lượng không gian cho các tấm pin mặt trời hiện có, cố gắng giải phóng việc sản xuất điện khỏi những hạn chế cả ngày lẫn đêm, nhưng vẫn cần phải xác minh về khí hậu và hiệu quả.
(Tóm tắt trước: Cựu kỹ sư NASA: Xây dựng trung tâm dữ liệu không gian là ý tưởng tồi tệ nhất tôi từng nghe)
(Bổ sung bối cảnh: Di chuyển đập Tam Hiệp vào không gian> Trung Quốc dự định xây dựng một nhà máy điện mặt trời, liệu nhân loại có mở ra tự do năng lượng? )

Nội dung bài viết này

Một chiếc máy bay Cessna Caravan đã tăng lên 15.000 chiếc vào tháng 11 năm nay. Tia laser cận hồng ngoại được bắn vào tấm pin mặt trời trên mặt đất, ngay lập tức làm sáng chỉ số năng lượng trên bảng điều khiển. Thí nghiệm này được thực hiện bởi công ty khởi nghiệp Tổng quan Năng lượng cho thấy việc gửi "ánh sáng mặt trời từ bầu trời" trực tiếp vào lưới điện hiện tại không còn chỉ là bài báo trong phòng thí nghiệm mà là một kế hoạch kinh doanh có thể được đặt cược bằng vốn mạo hiểm.

Thí nghiệm cận hồng ngoại ở độ cao 5 km

Tổng quan Thử nghiệm của Energy được tiến hành trên sa mạc ở phía tây nam Hoa Kỳ. Máy bay tiếp tục bay lơ lửng, chùm tia laser xuyên qua lớp mây mỏng vẫn chạm vào tấm silicon đa tinh thể thương mại trên mặt đất, sản sinh ra "vài kilowatt" điện năng. Theo Solar Daily, đây là lần đầu tiên "truyền tải điện không dây", trọng tâm lâu dài của năng lượng mặt trời không gian, được triển khai với nguồn điện sẵn có.

Tổng quan Energy giải thích rằng bước tiếp theo là di chuyển máy phát tới một vệ tinh có quỹ đạo Trái đất thấp để tia laser tương tự có thể cung cấp năng lượng cho các tấm pin mặt trời trên mặt đất vào ban đêm.

Chiến lược chi phí và lộ trình laser

So với các giải pháp vi sóng thông thường yêu cầu chỉnh lưu vài km vuông, Tổng quan Ưu điểm lớn nhất của Energy là "các tấm thu năng lượng mặt trời trên mặt đất không cần phải làm lại."

Bước sóng laser gần bằng bước sóng ánh sáng mặt trời và có thể được hấp thụ trực tiếp bởi chất nền silicon tiêu chuẩn. Công ty ước tính rằng sau khi các mảng năng lượng mặt trời hiện có với công suất lắp đặt hàng trăm gigawatt trên toàn thế giới được kết nối với tia laser, tia laser chiếu sáng ban ngày và ban đêm sẽ bổ sung cho nhau và tỷ lệ sử dụng vốn đơn vị dự kiến sẽ tăng từ khoảng 25% lên gần 100%.

Suy nghĩ này đã thu hút EQT Foundation và Lowercarbon Capital tham gia vào vòng đầu tư ban đầu trị giá 20 triệu đô la vì nó tập trung chi tiêu vào việc khai thác và phóng không gian, tránh được chi phí lớn về đất đai và cơ sở hạ tầng.

Hạn chế thời tiết và rủi ro kỹ thuật

Tuy nhiên, khi tia hồng ngoại gần gặp mây dày hoặc mưa lớn, độ suy giảm sẽ tăng mạnh và hiệu suất truyền dẫn có thể giảm về 0. Điều này khiến công nghệ ban đầu được sử dụng để giải quyết tình trạng gián đoạn của năng lượng mặt trời một lần nữa phải đối mặt với nguy cơ ngừng hoạt động do khí hậu.

Ngoài ra, thông tin được Tổng quan Năng lượng tiết lộ cho đến nay chỉ đề cập đến "vài kilowatt" sản lượng tức thời, để lại những lỗ hổng về hiệu suất từ đầu đến cuối, kiểm soát độ giật của chùm sáng trong nhiễu loạn và cơ chế tắt an toàn tần số cao. Đối với một công ty khởi nghiệp có kế hoạch phóng vệ tinh quỹ đạo thấp vào năm 2028 và bắt đầu cung cấp điện thương mại vào năm 2030, những vấn đề vật lý và kỹ thuật này sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến yêu cầu vốn và lịch trình sản xuất hàng loạt.

Điểm dừng tiếp theo: xác minh không gian và thị trường

Các cơ quan chính phủ Hoa Kỳ cũng đang quan sát tính khả thi. Cơ quan Dự án Nghiên cứu Quốc phòng Tiên tiến (DARPA) đã hoàn thành cuộc trình diễn truyền dẫn laser từ bề mặt đến bề mặt dài 8,5 km vào mùa hè này, chứng minh tiềm năng sử dụng kép. Đồng thời, Trung Quốc lựa chọn xây dựng các nhà máy điện vi sóng quy mô lớn trên quỹ đạo địa tĩnh dài 36.000 km, hướng tới xây dựng cơ sở hạ tầng quốc gia quy mô lớn.

Hai chiến lược này giống như cuộc chiến giữa bảng điều khiển và máy tính cá nhân trong thời đại Internet: Chúng ta nên theo đuổi một điểm cung cấp năng lượng duy nhất trong mọi thời tiết hay chúng ta nên đột phá bằng một hệ thống quang học phi tập trung, nhỏ và có khả năng lặp lại nhanh chóng? Thị trường vẫn khó có thể đưa ra kết luận ở giai đoạn này.

Nhưng Tổng quan Thử nghiệm của Energy đã chứng minh ít nhất một điều: việc sản xuất năng lượng trên không gian không phải đợi đến những nhà máy điện khổng lồ còn lâu mới hoàn thiện và đã có sẵn những con đường để tích hợp với tài sản trên mặt đất. Nếu sau đó nó có thể duy trì sự ổn định trong bầu không khí đang thay đổi và chứng minh rằng chỉ riêng những đêm quang đãng cũng có thể mang lại dòng tiền dương, thì mọi con chip silicon trong các thiết bị trên thế giới đều có thể được định giá lại.

Liệu nó có thể xuyên qua mây hay không và sự nghi ngờ của các nhà đầu tư sẽ quyết định liệu ánh sáng laser này có thực sự mở ra một chương mới trên thị trường năng lượng tái tạo trong vòng 24 giờ hay không.