Lắp đặt pin mặt trời ngoài vũ trụ?

Sử dụng mô hình máy tính chi tiết về lưới điện tương lai của lục địa, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng một hệ thống các tấm pin mặt trời trên không gian do NASA thiết kế có thể giảm chi phí của toàn bộ hệ thống điện Châu Âu tới 15%. Nó cũng có thể cắt giảm hơn hai phần ba mức sử dụng pin.

Dẫn đầu bởi các nhà nghiên cứu tại đại học King’s College London (Anh), đây là nghiên cứu đầu tiên đánh giá tác động tiềm tàng của năng lượng mặt trời trên không gian đối với châu Âu. Các tấm pin năng lượng mặt trời trên không gian (SBSP) được thiết kế để sử dụng các tấm phản xạ giống như gương và thu thập ánh sáng mặt trời trên quỹ đạo. Ánh sáng mặt trời sau đó được truyền đến các trạm trên Trái đất và được chuyển đổi thành điện năng.

Mô hình máy tính về lưới điện của Châu Âu trải dài 33 quốc gia và mô phỏng nhu cầu điện, sản xuất và lưu trữ điện để xác định phương án có chi phí thấp nhất nhằm đáp ứng nhu cầu điện của lục địa. Dựa trên dự đoán của NASA về tiềm năng năng lượng của mô hình SBSP, nó có thể thay thế tới 80% năng lượng tái tạo của Châu Âu.

Các nhà nghiên cứu chỉ ra rằng năng lượng tái tạo trên Trái đất không ổn định và phụ thuộc vào thời tiết, vậy nên kết quả thường không đáng tin cậy và có chi phí khác nhau. SBSP có thể là một nguồn năng lượng thay thế hoạt động trên bầu khí quyển với công suất liên tục.

Các tác giả lưu ý rằng mô hình không tính đến các tác động tiềm ẩn và đặc thù trong không gian như tắc nghẽn quỹ đạo, gián đoạn truyền tải hoặc biến động chùm tia, những yếu tố có thể ảnh hưởng đến độ tin cậy và hiệu suất hoạt động của SBSP. Chi phí tiềm năng của SBSP cũng không thể được đáp ứng trước năm 2050, bởi vì với tiến độ công nghệ hiện tại, việc xây dựng, phóng và bảo trì nó sẽ quá tốn kém.

Tiến sĩ Wei He, giảng viên tại khoa kỹ thuật của King’s College London và là tác giả chính của nghiên cứu, cho biết: “Có một số rủi ro cần cân nhắc, chẳng hạn như liệu vệ tinh có thể có quá nhiều tấm pin mặt trời hay không? Liệu nó có thể va chạm hoặc bị hư hại bởi các mảnh vỡ trong không gian không?”.

Bất chấp những rủi ro đó, ông Wei tin rằng SBSP có tiềm năng giúp các quốc gia đạt được mục tiêu phát thải ròng bằng 0. “Năng lượng tái tạo để thay thế nhiên liệu hóa thạch là bước đi quan trọng nhất mà loài người đang thực hiện. Năng lượng mặt trời trên không gian là một công nghệ tiềm năng và có thể là nguồn năng lượng liên tục”, ông nói.

Nhật Bản hiện đang phát triển SBSP và sẽ tích hợp nó vào chiến lược không gian trong tương lai, ông Wei cho biết.

Bài nghiên cứu gợi ý rằng châu Âu có thể làm theo, đề cập đến truyền thống lâu đời của lục địa này về hợp tác đa quốc gia trong các dự án trao đổi điện xuyên biên giới và vệ tinh thuộc Cơ quan Vũ trụ châu Âu.

Các tác giả tin rằng châu Âu có thể tận dụng sự hợp tác đa quốc gia để phát triển và vận hành một cơ sở hạ tầng SBSP tập trung. Bằng cách đó, châu Âu có thể tạo ra một giải pháp quy mô toàn lục địa để cung cấp nguồn cung cấp năng lượng tái tạo ổn định, giảm sự phụ thuộc vào điện khí đốt.

“Không có thời điểm nào tốt hơn bây giờ”, ông Wei nói.