هكذا يمكن للألواح الشمسية الفضائية تزويد الأرض بالطاقة النظيفة

كانت الطاقة الشمسية جزءًا أساسيًا من مخزون الطاقة النظيفة للبشرية،حيث يتم نشر كتلًا من ألواح تجميع أشعة الشمس في الحقول الشمسية ، ويقوم العديد من الأشخاص بتزويد منازلهم بالطاقة من خلال تزيين أسطحهم بلألواح الشمسية ايضا، ولكن لا تستطيع الألواح الشمسية تجميع الطاقة في الليل، للعمل بأقصى كفاءة ، يحتاجون إلى أكبر قدر ممكن من ضوء الشمس، لتحقيق أقصى قدر من أداء الألواح الشمسية ، يعمل الباحثون على وضع خطة لإرسالهم إلى مكان لا تغرب فيه الشمس أبدًا: الفضاء الخارجي.
إقرأ أيضاً:لأول مرة.. إنتاج وقود من الهواء وأشعة الشمس| فيديو وصور
ومن الناحية النظرية ، إذا وضع مجموعة من الألواح الشمسية في المدار ، فإنها ستمتص أشعة الشمس حتى في أشد الأيام ضبابًا، وتخزن قدرًا هائلاً من الطاقة، إذا تم إرسال هذه القوة لاسلكيًا إلى الأرض ، يمكن لكوكبنا أن يتنفس طاقة نظيفة ومتجددة ، على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع.
وعلى خلفية تفاقم أزمة المناخ ، يمكن أن يكون نجاح الطاقة الشمسية الفضائية أكثر أهمية من أي وقت مضى.
من الخيال العلمي إلى الحقيقة
لعقود من الزمان ، عاشت الطاقة الشمسية الفضائية في أذهان عشاق الخيال العلمي والعلماء على حد سواء.
في أوائل القرن العشرين ، كان عالم الرياضيات الروسي كونستانتين تسيولكوفسكي يعمل بثبات على إنتاج مجموعة من التصاميم المستقبلية التي تصور التكنولوجيا البشرية خارج الأرض، مثل مصاعد الفضاء ، والصواريخ القابلة للتوجيه ، والطاقة الشمسية الفضائية.
منذ أن اخترعت Bell Labs أول "لوحة شمسية" خرسانية في الخمسينيات من القرن الماضي ، عمل العلماء الدوليون على جعل الخيال العلمي لتسيولكوفسكي حقيقة واقعة. ومن بينهم باحثون يابانيون وأمريكيون وفريق من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا يقودون مشروع الطاقة الشمسية الفضائية.
قال مايكل كيلزينبيرج ، كبير الباحثين في المشروع ، إن الطاقة الشمسية الفضائية "تم فحصها على نطاق واسع في أواخر الستينيات والسبعينيات ، نوعًا ما في ذروة برنامج أبولو، لسوء الحظ ، نظرًا لوزن المواد وحجمها ، لم تكن تكنولوجيا العصر متطورة بما يكفي لتحقيق هذا الإنجاز بفعالية من حيث التكلفة، كان من الصعب للغاية إرسال الألواح الشمسية الكلاسيكية إلى الفضاء عبر صاروخ دون الكسر .
ذكر"إن السمة الفريدة والمميزة لمنهج معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا هي التركيز على تقليل كتلة المكونات بمقدار 10 إلى 100 مرة"، هذا ضروري لتقليل كل من تكاليف التصنيع والإطلاق لجعل الطاقة الشمسية الفضائية اقتصادية."
سماء مليئة بالألواح الشمسية
بدلاً من استخدام صاروخ لنقل الألواح الشمسية التقليدية إلى الفضاء ، يدعو فريق Caltech إلى نوع جديد من الألواح يكون أخف وزنًا وأكثر إحكاما وقابلية للطي، يقترحون إرسال عدد كبير من هذه الألواح الشمسية الصغيرة جيدة التهوية إلى المدار.
يحتوي على كل ما تحتاجه ، مثل الخلايا الكهروضوئية ، لحصاد الطاقة الشمسية، عند الاتصال في الفضاء ، تجعل المربعات الصغيرة فى الألواح الشمسية
منجم عملاق للطاقة المتجددة يطفو حول الأرض.
على الرغم من أن الفريق كان يبحث في مجموعة من المركبات لإنشاء هيكل مثالي خفيف الوزن ، فإن بعضها في الواقع أقل فعالية عند مقارنته بالألواح الشمسية الأرضية. لكن كيلزنبرج يشير إلى أن "الفعالية" في الفضاء تكتسب معنى جديدًا.
وقال: "زيادة الفعالية تأتي حقًا من حقيقة أنه من خلال وضعها في الفضاء ، فإنها تحصل على الكثير من ضوء الشمس الشديد لأن ضوء الشمس لا يجب أن يمر عبر الغلاف الجوي، يحصلون أيضًا على ضوء الشمس ، بشكل أساسي ، 24 ساعة في اليوم، عندما تسطع الشمس على هذه الألواح ، فإنها تمتص حزم التيار المباشر ، ستُترجم هذه الطاقة إلى ترددات راديو. ستكون الخطوة التالية هي إحضار هذه القوة إلى الأرض".
يقول «Kelzenberg »إن استخدام مثل هذا الإشعاع يسمح للنظام بالعمل في المطر والضباب ، في الليل وأثناء العواصف الخفيفة ، مما يؤدي فقط إلى المخاطرة بالاضطراب بسبب أشد الأحوال الجوية قسوة.
قال «من المقرر الآن أن تكون رحلتنا الفضائية الأولى لإظهار تكنولوجيا مكونات الطاقة الشمسية الفضائية في أواخر عام 2022 ، على متن مركبة فضائية تجارية، سيجرون تجربة ستظهر جدوى التقنيات على نطاق أصغر. سيكون شكلاً مؤقتًا وأبسط من الاختراع، ولكن في يوم من الأيام ، إذا أصبحت الطاقة الشمسية الفضائية حقيقة واقعة ، فقد تغير العالم.
يمكن نشر الطاقة الشمسية الفضائية في المناطق النائية على الأرض حيث لا توجد شبكة مرافق موجودة ؛ ويمكن أيضًا استخدامها لتوليد طاقة الحمل الأساسي على القمر أو المريخ عبر مخطط مماثل لتوليد الطاقة المدارية وإرسالها إلى السطح ،" وأوضح أتواتر.
الأهم من ذلك ، أن الطاقة التي يمكن أن يولدها البشر عن طريق الطاقة الشمسية على مدار الساعة ستكون كافية لتلبية المتطلبات المتزايدة لكوكبنا وحتى استبدال الطاقة النووية أو الفحم. قال أتواتر: «إنه يمثل مصدرًا للطاقة" الأساسية "المتوفرة باستمرار ، على عكس الألواح الشمسية على الأرض».