Island hakkab saama esimese riigina kosmosejaamast päikeseenergiat

Kuigi Islandil on energiaga üsna hästi, sest vulkaanid annavad elektri tootmiseks maasoojust, otsustati esimese riigina lüüa käed ka kosmilise päikeseenergia saamiseks. Orbiidil asuvatelt päikesepaneelidelt suunatakse energiakiir Maale, mis siin siis ära kasutatakse. Illustreerival pildil on virmalised, mitte energiakiir. Foto: Jón T Jónsson / Pexels

Kosmoses asuvate päikeseelektrijaamade kontseptsioon on juba aastakümneid pakkunud teadlastele ja inseneridele väljakutseid, aga seni on piirdutud vaid üksikute teaduskatsetega. Üks suurimaid päikeseenergia kasutuselevõtu piiranguid on seni olnud vajadus kasutada energiasalvestust, kuna päikesevalgust pole ööpäev läbi Maa peal saadaval. Kosmoses aga võib valgus olla kättesaadav kogu aeg. 2030. aastaks võib kosmosest edastatav päikeseenergia saada juba kommertslahenduseks, mis tuleb esimesena kasutusele Islandil.

Suurbritannias asuv ettevõte Space Solar on alustanud koostööd Reykjaviki Energiaga (Reykjavik Energy) ja Islandi kestlikkuse algatusega Transition Labs, et arendada välja kosmoses asuv päikeseenergiajaam, mis suudab toota umbes 30 megavatti elektrit. See on piisav võimsus 1500 kuni 3000 kodu varustamiseks.

Süsteem kogub päikesepaneelide abil kosmoses päikeseenergiat, muutes selle raadiosageduslaineteks ja edastades Maal asuvasse vastuvõtujaama, kus see konverteeritakse elektriks ja suunatakse energiavõrku.

Planeeritav satelliit on laiendatav ning mõõtmetelt üsna tohutu. Isegi kui plaanitud täismahus CASSIOPeiA energiapaneelide süsteemi kohe valmis ei ehitata, saab sellest üks suurimaid üksikobjekte kosmoses, mis pole kosmosejaam, ja kõigi paneelide avanemisel ületab see rahvusvahelise kosmosejaama ISSi mõõtmeid kordades.

Selline näeb välja kosmosejaama kontseptsioon: orbiidil on hiiglaslike peeglitega satelliit, mis koondab päikesekiired keskel asuvatesse paneelidesse. Sealt saadud energia muundatakse raadiolaineteks ja suunatakse maapealsetesse kilomeetrite laiustesse vastuvõtujaamadesse. Kokkuvõttes peaks see samal maa-alal kordades rohkem energiat tootma kui näiteks tuuleenergiapark. Foto: Space Solar

Space Solari eesmärk on arendada süsteemi täismahus versioon valmis 2036. aastaks, millal see suudaks toota gigavattide ulatuses elektrit.

Päikeseenergiat 24 tundi ööpäevas

Transition Labsi tegevjuht Kjartan Örn Ólafsson sõnas oma avalduses: «Reykjaviki Energiaga sõlmitud koostöö tähistab Space Solari jaoks olulist verstaposti teel täismahus kasutuselevõtuni. Reykjaviki Energia edumeelne lähenemine kliimatehnoloogiale, sealhulgas nende pikaajaline koostöö süsiniku talletamise ekspertidega (nt Carbfix ja Climeworks), teeb neist ideaalse partneri Space Solari esimese etapi jaoks.»

Space Solari kaasjuht Martin Soltau lisas, et kosmosest edastatav päikeseenergia pakub võrreldes maapealete päikesepaneelidega ainulaadseid eeliseid, sealhulgas üllatavalt konkurentsivõimelist energiahinda ja igal ajal kättesaadavust.

Reykjaviki Energia on samuti valmis kosmosest saadava päikeseenergia võrku suunama.

Enne tuleb ületada kuhjaga takistusi

Ehkki plaan on väga ambitsioonikas, seisab projekt siiski silmitsi oluliste väljakutsetega.

Praeguse tehnoloogia esimesed saavutused, nagu näiteks 2023. aastal esitletud Caltechi demonstratsioonlahendus on näidanud, et energiat saab Maa pinnale küll edastada, kuid ainult millivattides.

Islandile pakutava lahenduse puhul peab süsteem suutma edastada võimsust miljardeid kordi suuremas mahus.

Space Solari kodulehelt leiab praegu nii praktilist infot kui ka huumorit, sealhulgas kinnitust, et süsteem ei saa muutuda kosmiliseks hävituskiireks – edastatav energia on maksimaalselt veerand sellest, mida Päike Maa pinnale keskpäeval saadab.

Mida kujutab endast päikeseelektrijaam kosmoses?

Foto: Space Solar

Space Solar plaanib saata kosmosesse päikeseenergiajaama, mis hakkab juba ligi viie aasta pärast Maale energiat saatma.

• Satelliit asub geostatsionaarsel orbiidil 35876 km kõrgusel.
• Päikesejaam kaalub kaks tonni.
• Laiali laotatud paneelide diameeter on 1700 meetrit.
• Kasutatakse päikest koondavaid peegleid ja päikesepaneele.
• Maale saadetakse raadiolaine 2,45 GHz sagedusel.
• Kosmosejaam ja maajaam lukustavad ja sünkroniseerivad antennid kiire täpseks suunamiseks.
• Maapealse vastuvõtujaama antennid laiuvad viiekilomeetrise laiusega alal.
• Raadiolainete energiatihedus Maale saates on 245 vatti ruutmeetri kohta.

Allikas: Space Solar

Paneelid saadetakse siiski kosmosesse

Vaatamata kõigele plaanib Space Solar siiski esimese jaama kosmosesse saata ning selle plaanitav avamine on 2030. aastal. Esialgu suudab see toota 30 MW energiat ja tähistab olulist sammu ülemaailmses energiasiirdes rohelise energia suunas.

«Space Solari arendatav uusima tehnoloogiaga päikeseenergiasüsteem tiirleb ümber Maa, püüdes kinni päikesekiirguse ja edastades selle ohutute kõrgsageduslike raadiosageduslainete kaudu Maa jaamadesse, kus see muundatakse elektriks ja suunatakse otse elektrivõrku. Nii pakutakse taastuvat energiat ööpäev läbi, sõltumata ilmast või pilvisusest, ja samas konkurentsivõimelise hinnaga võrreldes teiste vahelduvate taastuvallikatega,» lubab ettevõte.

Järgneva plaaniga tahetakse suurendada võimsust 30 MW pealt gigavattide tasemeni 2036. aastaks. Selline võimekus suudaks rahuldada riikide aina kasvavaid energiavajadusi.

Kosmose-elekter põhjapoolsetesse riikidesse

Islandi erakapitalil põhinev kliimaalgatus Transition Labs on toetanud seda plaani, aidates strateegilises planeerimises, rahastamises ja ärisuhete loomises. Reykjaviki Energia, mis on tuntud oma edumeelse kliimategevuse poolest, eriti oma Carbfixi üksuse kaudu, mis toodab õhus olevast süsinikdioksiidist kivi, on üsna hästi sobiv partner selle uue tehnoloogia Islandile toomiseks. Koos lahendavad need organisatsioonid kosmoses asuva päikeseenergia tehnoloogilisi väljakutseid ja otsivad praegu sobivaid asukohti vastuvõtujaamade jaoks. Potentsiaalsed vastuvõtujaamade asukohad on lisaks Islandile plaanis rajada ka Kanadas ja Põhja-Jaapanis, kui võrgustik tulevikus laieneb.