هل يبدأ الرهان على الطاقة الشمسية من الفضاء؟

في أحدث مشروع طموح لاستخدام الطاقة الشمسية في الفضاء لتزويد الأرض ‏بالطاقة ، تخطط شراكة يابانية بين القطاعين العام والخاص لاختبار ما إذا كانت ‏الطاقة الشمسية المولدة في الفضاء يمكن بثها إلى الأرض وتحويلها إلى كهرباء في ‏أقرب وقت في عام 2025 .‏

المشروع الياباني هو الأحدث في سلسلة من الخطط والتجارب في الأشهر الأخيرة ‏لاختبار ما إذا كانت الطاقة الشمسية المحولة إلى أفران ميكروويف يمكن نقلها إلى ‏محطات الاستقبال على سطح الأرض للاستخدام على نطاق واسع.‏

خيال نحو الواقع

لطالما حلم العلماء وكُتَّاب الخيال العلمي بمثل هذا المصدر للطاقة الشمسية: تسخير ‏طاقة الشمس بغض النظر عن الطقس أو وقت النهار أو الليل. هذا من شأنه التغلب ‏على قيود الطاقة الشمسية على الأرض ، حيث يمكن أن يحدث التوليد فقط عندما ‏تشرق الشمس. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تمر الموجات الدقيقة عبر السحب ، ‏لذا فإن إرسال الطاقة عبر الموجات الدقيقة إلى الأرض لن يشكل حدودًا للطاقة ‏الشمسية بسبب الظروف الجوية أو الوقت من اليوم.‏

الحدود ، بالطبع ، هي التكنولوجيا للقيام بذلك على نطاق واسع والتكاليف.‏

ومن المتوقع أن تبلغ تكلفة تركيب الألواح الشمسية الضخمة في الفضاء لتوليد 1 ‏جيجاوات من الكهرباء أكثر من 7.2 مليار دولار (تريليون ين ياباني) ، وفقًا ‏لتقارير ‏Nikkei Asia‏.‏

ومع ذلك ، سيحاول الباحثون بقيادة الأستاذ بجامعة كيوتو ناوكي شينوهارا إرسال ‏الطاقة الشمسية إلى الأرض لإثبات إمكانية استخدام الطاقة الشمسية التي يتم ‏تسخيرها في الفضاء لتلبية احتياجات الكهرباء على الأرض.‏

وأجرى مشروع اليابان الذي يضم الصناعة والعلماء ووكالة الفضاء الحكومية ‏اختبارات ناجحة لنقل طاقة الميكروويف أفقياً في عام 2015 وعموديًا في عام ‏‏2018 ، وكلاهما على مسافة 50 مترًا (164 قدمًا). ستتم محاولة الإرسال ‏العمودي بمسافات تتراوح بين 1 كم و 5 كم (0.62-3.1 ميل) في المستقبل.‏

وقال شينوهارا لنيكي: "إذا تمكنا من إظهار تقنيتنا قبل بقية العالم ، فستكون أيضًا ‏أداة مساومة لتطوير الفضاء مع البلدان الأخرى".‏

يشتد السباق لتوليد الطاقة الشمسية في الفضاء وإعادة إرسالها إلى الأرض.‏

منذ أكثر من عامين ، اختبر البنتاغون بنجاح لوحًا شمسيًا في مدار أرضي ‏منخفض كنموذج أولي لأنظمة توليد الطاقة المستقبلية المحتملة التي تلتقط الضوء ‏من الشمس وترسله مرة أخرى كطاقة إلى الأرض.‏

وفي وقت مبكر من هذا العام ، أطلق مشروع ‏Caltech Space Solar Power ‎‎(SSPP‎‏) مهمة ‏Transporter-6‎‏ ، حيث أطلق في المدار نموذجًا أوليًا ، أطلق ‏عليه اسم ‏Space Solar Power Demonstrator (SSPD‏) ، والذي سيختبر ‏العديد من المكونات الرئيسية لبرنامج طموح تخطط لتجميع الطاقة الشمسية في ‏الفضاء وإعادة إرسال الطاقة إلى الأرض.‏

‏"عندما تتحقق بالكامل ، ستنشر ‏SSPP‏ كوكبة من المركبات الفضائية المعيارية التي ‏تجمع ضوء الشمس وتحولها إلى كهرباء ، ثم تنقل هذه الكهرباء لاسلكيًا عبر ‏مسافات طويلة حيثما كانت هناك حاجة إليها - بما في ذلك الأماكن التي ليس لديها ‏حاليًا إمكانية الوصول إلى قال معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا في يناير (كانون ‏الثاني).

‏
قال خبراء صينيون لصحيفة جلوبال تايمز في أبريل / نيسان إن الصين لديها أيضًا ‏خطط طموحة لبناء محطة طاقة شمسية في الفضاء بمستوى جيغاواط ، مما سيجعل ‏المشروع جاهزًا للاستخدام التجاري.‏

في أبريل أيضًا ، وقعت وكالة الفضاء الأوروبية (‏ESA‏) عقودًا لدراستين مفاهيمية ‏متوازية لمحطات الطاقة الشمسية الفضائية على نطاق تجاري - وهي خطوة ‏حاسمة في مبادرة ‏SOLARIS‏ الجديدة للوكالة - مما أدى إلى نضج جدوى جمع ‏الطاقة الشمسية. من الفضاء لاحتياجات الطاقة النظيفة الأرضية.‏

‏"ستنظر الدراسات في أوسع نطاق ممكن من الخيارات ، بما في ذلك البحث في ‏جميع الطرق المختلفة لنقل الطاقة بأمان وكفاءة إلى الأرض: نقل التردد اللاسلكي ‏والليزر وعكس ضوء الشمس ببساطة إلى قال سانجاي فيجيندران ، رئيس وكالة ‏الفضاء الأوروبية في اقتراح ‏SOLARIS‏ ، "مزارع الطاقة الشمسية على الأرض".‏

وفقًا لوكالة الفضاء الأوروبية (‏ESA‏) ، "يكمل المفهوم مصادر الطاقة المتجددة ‏الأرضية بدلاً من التنافس معها ، لأن الطاقة الشمسية المعتمدة على الفضاء يمكن ‏أن تجعل الطاقة متاحة بشكل موثوق على أساس مستمر على مدار الساعة طوال ‏أيام الأسبوع ، مما يوفر الاستقرار الذي تشتد الحاجة إليه لشبكة الكهرباء مثل ‏تستمر حصة مصادر الطاقة المتجددة المتقطعة في الزيادة ، مما يقلل الاعتماد على ‏حلول التخزين واسعة النطاق ".‏

مع أزمة الطاقة ، وأهداف صافي الصفر ، والقضايا المتعلقة بتوافر الأراضي ‏لمنشآت الطاقة المتجددة ، يمكن أن تكون الطاقة الشمسية الفضائية جزءًا من الحل ‏في المستقبل ، إذا سمحت التكنولوجيا والتكاليف بذلك.‏