Naplemente után hatalmas űrtükrök láthatnák el fénnyel a napelemparkokat
A Glasgow-i Egyetem űrmérnökei demonstrálták, hogy hogyan növelhetnék a jövő földi naperőműveinek teljesítményét kilométeres űrtükrök segítségével. A kutatók lemodellezték a leghatékonyabb módszert arra, hogy egy keringő napkollektor-konstellációval még a naplemente után is energiát lehessen termelni.
A szimulációs modellek azt mutatták, hogy egy ezer kilométeres Föld körüli pályán keringő, 20 hajszálvékony tükörből álló szerkezet milyen módon hosszabbíthatja meg – minden nap több órával – a napfény besugárzását a naperőművek területére. Ez a kiegészítő napfény jelentősen növelhetné a jövő napelemparkjainak teljesítményét, különösen napnyugta után, amikor még mindig nagy az áramigény. A teljesítmény további, akár még nagyobb méretű tükrök hozzáadásával fokozatosan emelhető – írják a Science-ben publikált tanulmányban, amelynek megszületését az Európai Kutatási Tanács is támogatta mintegy 2,5 millió euróval (kb. 970 millió forinttal).
A koncepcióban a tükrök a földi nappal és éjszaka határvonalához közel keringenek az űrben, egy Walker-konstellációnak nevezett elrendezés szerint. Ezt már ma is széles körben alkalmazzák, például műholdas kommunikációs rendszereknél, ahol egymástól egyenlő távolságban elhelyezkedő műholdak csoportjai alkotnak gyűrűket a bolygó körül, így biztosítva a folyamatos kommunikációt a Föld felszínével. A csapat egy algoritmust fejlesztett ki annak meghatározására, hogy a napsugarak leghatékonyabb befogásához hogyan és milyen dőlésszögben érdemes elrendezni a tükröket, ha maximalizálni akarják a kora reggeli és késő esti órákban a Föld körüli napenergia-telepekre visszavert kiegészítő napfényt.
A kutatók rámutattak: a modelljükben szereplő 20 tükör már napi 728 megawattóra (MWh) többlet villamos energiát termelne – ami legalább egy nagy méretű naperőmű teljesítményével egyenértékű. Ez azt jelenti, hogy a nagy környezeti hatással járó földi napelemparkokból is elég lenne kevesebb, hiszen az űrbe telepített, skálázható tükörrendszerek a meglévő erőművek összteljesítményét fokoznák fel annyira, mintha továbbiakat telepítettek volna – még egyszer: drágán és jelentős karbonlábnyommal.
„A napelemek ára az elmúlt években gyorsan csökkent, ami felgyorsította a használatba vételüket, és világszerte utat nyitott a nagyszabású napenergiafarmok létrehozása előtt” – érvel a tanulmányban résztvevő Dr. Onur Çelik. „A napenergia egyik fő korlátja természetesen az, hogy csak a nappali órákban állítható elő. Keringő napkollektorok elhelyezése a Föld körül segítené maximalizálni a napelemparkok hatékonyságát a következő években. Az új naperőművek stratégiai elhelyezése azokon a helyeken, amelyek a tükröktől a legtöbb kiegészítő napfényt kapják, még hatékonyabbá teheti őket.”
Gábor János, Okosipar.hu