Na terenu, solarna energija ima svoja ograničenja. Solarne ćelije nisu posebno učinkovite. Pada kiša. Sunce nestaje noću. Svemirska solarna ploča može generirati pet puta više energije od slične ploče na Zemlji zaobilazeći i vremenske uvjete i sate izgubljene u mraku. Studija Nacionalnog svemirskog društva iz 2007. procjenjuje da pola milje širok pojas fotonapona u geosinkronom orbita sa Zemljom mogla bi generirati energiju ekvivalentnu svoj preostaloj nafti na planetu tijekom jednog godina. Iako skupo, lansiranje funkcionalnih solarnih satelita danas je moguće. Prijenos uhvaćene energije na Zemlju predstavlja izazov - na kojem znanstvenici tek počinju raditi.
Ako emitiranje energije iz svemira zvuči zabrinjavajuće, koncept je iznimno siguran i jednostavan. Sateliti opremljeni solarnim pločama skupljali bi sunčevu energiju 24 sata dnevno, a zatim tu energiju pretvarali u infracrvenu lasersku zraku. Laser visoke učinkovitosti odašiljao bi 80 posto uhvaćene energije prijemnicima na zemlji; jedan dizajn zahtijeva laserske zrake širine 60 stopa i zemaljske prijemne stanice od 9700 četvornih stopa. Ako oblaci ometaju snop da putuje kroz Zemljinu atmosferu, satelit bi mogao preusmjeriti energiju na druge satelite ili prijemnike u mreži.
Ovog će mjeseca europska svemirska tvrtka Astrium testirati izvedivost prijenosnog sustava baziranog na infracrvenom laseru u Njemačkoj. “Jednostavno želimo demonstrirati prijenos snage laserom na valnoj duljini sigurnoj za oči, kaže Matthew Perren, voditelj inovacija u Astriumu. "Pokušavamo prenijeti snagu na valnim duljinama na koje naše oči nisu osjetljive, tako da možete sigurno proći kroz zraku ili je slučajno pogledati." 2016. god. tvrtka planira lansirati preliminarni satelit, opremljen solarnim pločama od 500 četvornih stopa, koji će prenositi nekoliko kilovata energije na zemaljski prijamnik. Do 2020. godine, kaže Astrium, pokrenut će satelit koji može dati 10 kilovata, dovoljno za napajanje 10 obiteljskih kuća.
U međuvremenu, Japanska agencija za istraživanje svemira (JAXA) i kalifornijska korporacija Solaren planiraju koristiti mikrovalove za prijenos solarne energije. Dok su laseri visoke učinkovitosti koje je testirao Astrium tek nedavno postali dostupni, visoko učinkoviti mikrovalni odašiljači prisutni su već godinama. Godine 2008. fizičari su odašiljali 20 vata na mikrovalnim frekvencijama s planine na Mauiju na otok Hawaii, udaljenost od 92 milje, što je otprilike jedan i pol puta više od dubine Zemljine atmosfere. JAXA se udružila s Mitsubishijem i drugim tvrtkama u 30-godišnjem projektu vrijednom 21 milijardu dolara za lansiranje satelita, svaki s 2,5 četvornih milja solarnih panela, u svemir. Taj bi napor proizveo jedan gigavat energije, što je otprilike jednako nuklearnoj elektrani. Solar High Study Group, nezavisna zagovaračka skupina, kaže da u orbiti ima mjesta za tisuće ovih satelita.
Ako se lansiraju svemirski sateliti za solarnu energiju - značajno "ako", s obzirom na političke implikacije postavljanja lasera svemir – prvi primatelji vjerojatno će biti istraživački laboratoriji na sjevernom i južnom polu ili druga mjesta gdje je energija ukratko Opskrba. Ministarstvo obrane SAD-a također je izrazilo interes za prijenos svemirske moći na bojno polje, gdje troškovi povezani s dostavom goriva mogu doseći i do 400 dolara po galonu.
Što se tiče učinaka na okoliš, Stephen Sweeney, fizičar sa Sveučilišta Surrey u Engleskoj koji radi na sustavu Astrium, kaže da on neće zagrijati planet niti promijeniti klimu. Također napominje da zbog valne duljine koja se koristi u laseru, zraka ne bi oštetila životinje koje bi mogle zalutati na putanju zrake.
Brojevi
- 220 milijardi kilovata: Predviđena godišnja globalna potrošnja energije do 2030
- 1 do 2 gigavata: Količina sunčeve energije dostupna iz jednog satelita u orbiti
- 60 stopa: Širina snopa za prijenos snage
