Start för att stråla kraft från rymden

En startup försöker generera kraft i rymden för användning på jorden – en gammal idé som aldrig har prövats, mest för att den är för dyr, men också för att folk är oroliga för att den kommer att steka fåglar under flygning.

Kredit: Mafic Studios

En av de största långsiktiga utmaningarna med solenergi är att den inte fungerar bra när det är molnigt och att den slutar fungera helt på natten. De flesta föreslagna lösningarna har att göra med att lagra energi från solen, men en mer exotisk väg kring detta problem, som först föreslogs i slutet av 1960-talet, innebär att man placerar solpanelerna i rymden där solen alltid skiner. Kraften skulle sedan skickas till jorden i form av någon form av elektromagnetiska vågor, troligen lasrar eller mikrovågor, till en markbaserad station som sedan skulle kunna leverera ström till kunder över befintliga transmissionsledningar. Regeringen har spenderat 80 miljoner dollar under decennier för att undersöka detta tillvägagångssätt, men hittills har inga pilotanläggningar byggts.

Nu Sol Corporation, ett startup baserat på Manhattan Beach, Kalifornien, försöker få idén igång. Det arbetar med det kaliforniska bolaget Pacific Gas and Electric (PG&E), som har för avsikt att ingå ett kraftköpsavtal med bolaget. Om avtalet godkänns av tillsynsmyndigheter, från och med 2016, kommer bolaget att köpa 200 megawatt kraft från Solaren till ett ej avslöjat pris – det vill säga om startupen kan få ett system i rymden och fungera till dess. Företaget har redan valt en plats i Kalifornien för mottagningsstationen; det har inte sagt exakt var, men det kommer att vara nära en PG&E-transformatorstation och kommer inte att kräva långdistansledningar.

Solaren har inte släppt många detaljer om systemet. VD Gary Spirnak säger att det konceptuellt är samma sak som kommunikationssatellitteknik: den använder solpaneler för att generera elektricitet, som skickas till jorden i form av radiovågor, som tas emot av antenner på jorden. I en Frågor och svar publicerad av PG&E, sa han att designen är en betydande avvikelse från tidigare ansträngningar, så det kommer att vara ekonomiskt genomförbart. Det första systemet kommer enligt uppgift kunna generera 1 000 megawatt – ungefär lika stor som många konventionella kraftverk. Företaget kommer att behöva samla in miljarder dollar för att bygga anläggningen. Just nu har den bara 10 anställda.

Enligt en 2007 Rapportera (PDF) från den federala regeringen National Security Space Office , rymdbaserad solenergi är nu tekniskt genomförbar som ett resultat av bland annat framsteg inom solceller och robotteknik för konstruktion. Men de konstruktioner som den ansåg skulle vara alldeles för dyra för att tillhandahålla den typ av generell baskraft som Solaren har för avsikt att sälja. Istället rekommenderade regeringskansliet att de första systemen utvecklas för att överföra kraft till trupper vid främre militärbaser, eftersom militären har råd att betala en premie. Just nu måste sådana baser betala en storleksordning mer för sin el än vad de flesta kunder gör. Kraften kan också användas för att tillverka syntetiska bränslen för att kompensera för diesel och flygbränsle som kan kosta $20 per gallon i en krigszon.

Redan då var rapporten skeptisk till den ekonomiska framgången för de första rymdbaserade kraftverken. Bara raketuppskjutningarna kan vara ett stort problem: rapporten uppskattade att bygga bara ett kraftverk skulle kräva 120 uppskjutningar, medan USA bara uppskjuter cirka 15 per år (från och med 2007). Även med [Department of Defense] som ankarhyresgästkund till ett pris av 1-2 USD per kilowattimme … när man överväger riskerna med att implementera en ny oprövad rymdteknik och andra stora affärsrisker, är affärsfallet för [rymdbaserad solenergi] power] verkar fortfarande inte vara i närheten av 2007 med nuvarande kapacitet (främst lanseringskostnader), sa rapporten.

Solaren säger sig ha åtgärdat dessa lanseringskostnader med sin nya design. Det enligt uppgift kan bygga sitt första kraftverk med bara fyra eller fem lanseringar.

Ett annat vanligt bekymmer är säkerheten. Kommer att stråla ner enorma mängder kraft att skada fåglar eller flygplan som korsar vägen för en stråle? Eller tänk om strålen inte riktas ordentligt och skickar sin kraft in i mitten av en stad? Enligt regeringens rapport är dessa farhågor ogrundade. I systemet som den analyserade skulle strålens intensitet vara ungefär [en sjättedel] av middagssolljus, med kraften absorberad över ett brett spektrum av antenner. Eftersom mikrovågsstrålarna är konstanta och omvandlingseffektiviteten är hög, kan de strålas ut med densiteter som är betydligt lägre än den för solljus och ändå leverera mer energi per area av markanvändning än markbunden solenergi, som i jämförelse bara genererar elektricitet ungefär en fjärdedel av tid, stod det i rapporten. Intensiteten skulle vara mindre än intensiteten för mikrovågor som enligt apparatstandarder tillåts läcka ut ur mikrovågsugnar, hävdar rapporten. [Uppdatering: Detta verkar inte vara korrekt. Om energin verkligen är en sjättedel av energin från solen, som exaerospaceace påpekar nedan, skulle detta vara ungefär tre gånger den tillåtna gränsen för mikrovågor. Men en sjättedel av energin från solen låter fortfarande inte så farligt. Naturligtvis kan solen orsaka ganska otäcka brännskador om du stannar ute i den för länge. Bäst att inte stå runt under strålen.] Om strålen skulle vandra över en stad, skulle resultatet bli antiklimaktiskt, stod det i rapporten.

Men även om Solaren kan samla in pengarna den behöver och övertyga folk om att systemet är säkert, kan det fortfarande möta motstånd från andra regeringar runt om i världen – till exempel kommer många regeringar att vara oroliga för att det kan användas som ett vapen. Komplexiteten i att förhandla fram alla typer av internationella juridiska och politiska överenskommelser som är nödvändiga för utvecklingen av [rymdbaserad solenergi] kommer att kräva betydande mängder tid (5-10 år), sade rapporten.

Till slut, på grund av de många hindren för tekniken, rekommenderar rapporten att regeringen bygger en pilotanläggning för att demonstrera tekniken, vilket tyder på att bara regeringen har resurserna för att få det att hända. Den säger att senare, när tekniken väl är bevisad och kostnaderna för lanseringar sjunker, kan den bli ekonomiskt lönsam. Solaren verkar tro att man har hittat vägar kring dessa problem. Det ska bli intressant att se vad de kommer fram till. För närvarande är det svårt att se avtalet med PG&E som mer än smart marknadsföring för företaget och verktyget.

Kredit: Mafic Studios

Dölj