Lưới điện vệ tinh: Giải pháp truyền năng lượng toàn cầu dễ dàng giống như truyền dữ liệu

Một mạng lưới nguồn năng lượng không dây toàn cầu, hoạt động giải trí trong mọi điều kiện kèm theo thời tiết, sẽ giải phóng nguồn năng lượng tái tạo ở quy mô khác thường .

Công ty Emrod của New Zealand cho biết họ có công nghệ cho phép truyền năng lượng không dây hiệu quả từ quỹ đạo. Họ đang đề xuất xây dựng một ma trận năng lượng không dây toàn cầu, hệ thống sẽ phát ngay lập tức năng lượng tái tạo qua vệ tinh giữa hai điểm bất kỳ trên Trái đất.

Emrod vừa trình diễn công nghệ tiên tiến truyền tia điện không dây của mình với Airbus và Cơ quan Vũ trụ Châu Âu ( ESA ) như một phần trong nỗ lực của ESA nhằm mục đích hướng tới cái gọi là “ nguồn năng lượng mặt trời dựa trên khoảng trống ”. Đây là khái niệm tích lũy nguồn năng lượng mặt trời ngoài ngoài hành tinh và phân phối nó đến Trái Đất .

Ý tưởng về nguồn năng lượng mặt trời dựa trên khoảng trống ( Space-based solar power hay gọi tắt là SBSP ) không phải là mới. Nhưng yếu tố của nó luôn là kích cỡ, bởi bạn sẽ cần máy phát và máy thu có đường kính khoảng chừng 2 km để chuyển một vài gigawatt nguồn năng lượng xuống Trái đất từ quỹ đạo địa tĩnh cách đó khoảng chừng 36.000 km. Xây dựng một mạng lưới hệ thống thu có size như vậy trên Trái đất sẽ là một thử thách lớn. Còn kiến thiết xây dựng một thứ như vậy trong khoảng trống gần như là điều không hề, với công nghệ tiên tiến hiện tại của con người .

Emrod cho biết chùm nguồn năng lượng trường gần của nó hoàn toàn có thể triển khai xong công việc hiệu suất cao hơn nhiều so với những công nghệ tiên tiến cạnh tranh đối đầu khác. Nhưng người sáng lập Emrod, Greg Kushnir, còn cho rằng có một cách rẻ hơn và thuận tiện hơn nhiều để cung ứng nhu yếu nguồn năng lượng tái tạo của Châu Âu và rộng hơn nữa là toàn cầu. Đó là giải pháp thiết lập một ma trận nguồn năng lượng không dây toàn cầu, mạng lưới hệ thống có năng lực phát tia điện ngay lập tức xung quanh hành tinh, bằng cách sử dụng những vệ tinh quỹ đạo thấp hơn .

Năm năm nay, một sáng tạo độc đáo về siêu lưới điện toàn cầu đã được yêu cầu, hoạt động giải trí dựa trên một mạng lưới hàng chục nghìn km đường dây điện siêu cao áp cả trên mặt đất lẫn dưới đáy biển. Còn khái niệm “ Ma trận Năng lượng Toàn cầu ” của Emrod sẽ cần ít hạ tầng hơn, hoặc tối thiểu là sửa chữa thay thế chúng bằng những mạng lưới hệ thống trên quỹ đạo. Và sau đó, nếu bạn thiết kế xây dựng một mạng lưới hệ thống tấm nguồn năng lượng mặt trời khổng lồ trên sa mạc Sahara ở Libya, thì ngay khi mặt trời giữa trưa tạo ra hiệu suất cực lớn cho mạng lưới hệ thống, bạn hoàn toàn có thể truyền nguồn năng lượng đó tới tận Thượng Hải khi mặt trời mở màn lặn .

Công ty này đã tiến hành thử nghiệm những mẫu phong cách thiết kế nhỏ, đó là những nguyên mẫu ăng ten thu và phát hình vuông có đường kính 1,92 m. Trong cuộc trình diễn của ESA, thiết bị này đã gửi một số ít nguồn năng lượng sạch từ bên này sang bên kia của nhà kho để máy bay Airbus có khoảng cách 36 mét .

Nhưng với sự hậu thuẫn của công ty nguồn năng lượng NZ Powerco, nó đã được chứng tỏ có năng lực hoạt động giải trí tương tự như ở độ cao tối thiểu 200 mét ngoài trời và công ty cho biết nó đã sẵn sàng chuẩn bị để tiến hành thương mại trên những khoảng cách xa hơn .

Trong lịch sử vẻ vang, một mạng lưới nguồn năng lượng không dây toàn cầu đã được Nikola Tesla đề xuất kiến nghị vào lúc một thế kỷ trước. Nhưng sáng tạo độc đáo này đã bị chủ của ngân hàng nhà nước JP Morgan phủ nhận bằng một câu hỏi : ” Nếu ai đó hoàn toàn có thể sử dụng điện, chúng tôi đặt đồng hồ đeo tay đo ở đâu ? ” .

Nhưng với công nghệ tiên tiến thời nay, câu hỏi đã có vô vàng cách để xử lý một cách đơn thuần và đúng chuẩn .

” Công nghệ đã ở đây “, Kushnir nói. ” Nó đã được tăng trưởng, nó đang khởi đầu được tiến hành. Trong vài tháng qua, có vẻ như như ngành công nghiệp đã bắt kịp với tầm nhìn của chúng tôi và mở màn chi ngân sách và đội ngũ vào việc này. Nhưng chúng tôi có một khởi đầu thuận tiện, chúng tôi đã mở màn điều này trước những người khác ba năm. ”

 

” Vấn đề là, tổng thể những đội khác xem tia điện như một mạng lưới hệ thống thông tin liên lạc trường xa. Và với những mạng lưới hệ thống trường xa, bạn thường mất đi 15-20 % nguồn năng lượng. Và khi chùm tia mở màn phân kỳ, bạn sẽ cần một ăng-ten khổng lồ ở bất kỳ nơi nào bạn muốn nguồn năng lượng. Vì vậy, ngân sách / quyền lợi của những điều tra và nghiên cứu này luôn trông không trong thực tiễn ”, ông nói tiếp .

” Chúng tôi không thao tác với mạng lưới hệ thống trường xa, mà sử dụng mạng lưới hệ thống trường gần. Nhân tiện, gần và xa không có quá nhiều độc lạ khi nói về việc tập trung chuyên sâu chùm tia và thu nó ở tiến trình nào. Chúng tôi tạo ra một chùm tia chuẩn trực với một mảng phân kỳ. Nó chuyển dời khá giống như trong một sợi dây ảo, được xác lập rất rõ ràng, không có thất thoát. Và chúng tôi thu nó ở trường gần, hoặc vùng Fresnel theo cách nói đúng mực hơn. Trong lần trình diễn cách đây vài ngày, chúng tôi đã chứng tỏ hiệu suất cao tích lũy chùm tia trên 95 %. Chúng tôi biết cách đưa hiệu suất vào thời gian 99 %. Ngoài ra, chúng tôi hoàn toàn có thể làm cho ăng-ten của mình nhỏ hơn nhiều. ”

Tất nhiên, để “ Ma trận Năng lượng Toàn cầu ” hoạt động giải trí, tất cả chúng ta sẽ cần một loạt những cấu trúc được thiết kế xây dựng trong khoảng trống. Các mảng ăng ten vệ tinh này sẽ hoạt động giải trí không ít giống như thấu kính, thu lấy một chùm nguồn năng lượng từ mặt đất, bẻ cong và tái tập trung chuyên sâu để gửi nó đến một điểm khác, hoặc bắn thẳng trở lại mặt đất hoặc bắn qua một vệ tinh khác. Mặc dù những thứ này hoàn toàn có thể nhỏ hơn mức kỳ vọng trước đây, nhưng chúng vẫn sẽ khá lớn. Kích thước sẽ nhờ vào vào khoảng cách, và khoảng cách sẽ tác động ảnh hưởng đến số lượng vệ tinh bạn cần trong chùm vệ tinh của mình và đây sẽ chỉ là một vài yếu tố trong một phương trình phức tạp về tính khả thi và yếu tố ngân sách – quyền lợi .

Ví dụ, nếu một ăng-ten được đặt trên quỹ đạo cách mặt đất 400 – 500 km, nó cần phải có cùng size với cấu trúc 108 m của Trạm thiên hà quốc tế, quay quanh cùng độ cao. Nó tất yếu sẽ ít phức tạp và tốn kém hơn nhiều so với hệ thống trị giá hàng trăm tỷ USD đó, nhưng nó vẫn nhu yếu một quy trình lắp ráp trong khoảng trống, và đây sẽ là một thử thách không nhỏ .

Emrod đang xem xét một đề xuất kiến nghị khác sẽ đặt vệ tinh ở những quỹ đạo thấp hơn, cách mặt đất gần 100 km. Khi đó, những vệ tinh chỉ cần có chiều ngang 30-40 m và do đó sẽ rẻ hơn nhiều để sản xuất và phóng lên. Nhưng chúng sẽ không truyền nguồn năng lượng đi xa khắp địa cầu, và chúng sẽ chuyển dời nhanh và gần Trái đất đến mức sẽ có ma sát không khí đáng kể, và đó lại là một bài toán khác. Kushnir cho biết công ty đang trò chuyện với 1 số ít công ty hàng không ngoài hành tinh, kỳ vọng sẽ có mạng lưới hệ thống thử nghiệm tiên phong trên quỹ đạo trong vòng 3 năm tới .

Tuy nhiên, theo ông, yếu tố lớn nhất ở quá trình này không phải là công nghệ tiên tiến hay thậm chí còn là kinh tế tài chính. Mà đó là yếu tố nhận thức của công chúng .

” Vì một số ít nguyên do “, ông nói, ” có một khoảng cách nhận thức so với mọi người. Không có yếu tố gì khi họ tin rằng hoàn toàn có thể nhấc điện thoại cảm ứng – sử dụng sóng điện từ được gửi qua vệ tinh – để liên lạc với mọi người trên khắp quốc tế và gửi thông tin. Nhưng thật khó để mọi người đồng ý việc hoàn toàn có thể làm điều tương tự như với nguồn năng lượng, dù về mặt vật lý, nó không độc lạ lắm. ”

Theo ông, công ty sẽ cần làm nhiều điều để chứng tỏ công nghệ tiên tiến của mình, trước khi một vài mạng lưới hệ thống tiên phong được tiến hành thương mại .

Kushnir cho biết công ty ông cũng đang ở quá trình đầu của quy trình tăng trưởng một loại ” da nguồn năng lượng “, thứ hoàn toàn có thể biến hàng loạt thân máy bay thành một dải ăng-ten góc rộng có năng lực nhận nguồn năng lượng trong suốt chuyến bay, từ những máy phát trên khoảng trống hoặc trên đất liền. Một điều như vậy trọn vẹn hoàn toàn có thể bỏ lỡ những yếu tố tàng trữ nguồn năng lượng đang khiến những hãng hàng không bị hãm lại, tất yếu đó là nếu Emrod hoàn toàn có thể chứng tỏ với những nhà chức trách hàng không rằng nó bảo đảm an toàn .

 

Vấn đề quan trọng khác mà Kushnir lo ngại là tình hình chính trị toàn cầu. Bởi ông cho rằng đây sẽ là hạ tầng nguồn năng lượng Lever tiếp theo, và nó sẽ sớm được chính trị hóa cao độ, giống như GPS, điện toán lượng tử hoặc bất kỳ công nghệ nâng tầm nào khác .