قد يصبح حلم الطاقة الشمسية النظيفة والمتسقة والمتجددة حقيقة واقعة ، وذلك بفضل البحث الجديد الذي يتم إجراؤه في جامعة ستراثكلايد في غلاسكو ، اسكتلندا.
مفهوم الطاقة الشمسية الفضائية - جمع الطاقة الشمسية مع الأقمار الصناعية في المدار الأرضي المنخفض و "نقلها" إلى محطات التجميع على الأرض - كان موجودًا منذ عقود ، لكن القيود التكنولوجية والتكاليف الباهظة أبقته في مراحل البحث والتطوير ، مع بعض الشك في أنه سيحدث على الإطلاق.
الآن ، أعلن الباحث الدكتور ماسيميليانو فاسيل ، من قسم الهندسة الميكانيكية وهندسة الفضاء بجامعة ستراثكلايد ، عن تطوير فريقه للأجهزة المعيارية التي يمكن استخدامها لجمع الطاقة الشمسية في المدار ، والعمل فوق هيكل "شبكة الفضاء" التجريبية التي طورتها طلاب الدراسات العليا في قسم الهندسة الميكانيكية وهندسة الفضاء بالجامعة.
"باستخدام الموجات الدقيقة أو أشعة الليزر ، سنتمكن من نقل الطاقة إلى الأرض مباشرة إلى مناطق محددة. وهذا من شأنه أن يوفر مصدرًا موثوقًا وعالي الجودة للطاقة ويزيل الحاجة إلى تخزين الطاقة القادمة من مصادر متجددة على الأرض حيث سيوفر توصيلًا مستمرًا للطاقة الشمسية ".
- د. ماسيميليانو فاسيل ، جامعة ستراثكلايد
بنية الويب ، جزء من تجربة تسمى Suaineadh - والتي تعني "التواء" باللغة الاسكتلندية الغيلية (وأعتقد أنها واضحة)سو-ان-ادي ولكن صححني إذا كنت مخطئًا) - مصنوع من محور مركزي يدخل إلى المدار ويطلق شبكة مربعة من المواد التي يتم وزنها في الزوايا. سوف يدور الجهاز بأكمله ، ويحافظ على شكله عبر قوة الطرد المركزي ويوفر هيكلًا صلبًا يمكن أن تبني عليه الأجهزة الأخرى وتلتصق به.
تم إطلاق تجربة Suaineadh بنجاح في 19 مارس على متن صاروخ سويدي ، وبينما يبدو أن المكونات تعمل كما هو متوقع ، فقد الاتصال بعد الطرد. ونتيجة لذلك ، تعذر تحديد موقع المحور المركزي - بكل بياناته - بعد الهبوط. تم التخطيط لمهمة انتعاش لهذا الصيف.
وفي الوقت نفسه ، لا يزال الدكتور فاسيلي واثقًا من أن مشروع الطاقة الشمسية الخاص بفريقه ، والذي يُدعى SAM ، يمكن أن يساعد في توفير الطاقة الشمسية الفضائية إلى المواقع البعيدة.
يوضح الدكتور فاسيلي أن "المشروع الحالي المسمى SAM (غشاء قابل للتكيف ذاتي التضخيم) سيختبر نشر بنية خلوية خفيفة للغاية يمكنها تغيير شكلها بمجرد نشرها". "يتكون الهيكل من الخلايا التي تنتفخ ذاتيًا في الفراغ ويمكنها تغيير حجمها بشكل مستقل من خلال المضخات النانوية.
"سيسمح لنا التحكم المستقل في الخلايا بتحويل الهيكل إلى مركز شمسي لجمع ضوء الشمس وإسقاطه على المصفوفات الشمسية. يمكن استخدام نفس الهيكل لبناء أنظمة مساحة كبيرة من خلال تجميع الآلاف من الوحدات الفردية الصغيرة ".
من خلال جمع الطاقة الشمسية في الفضاء ، حيث لا توجد قيود على تقلب النهار والليل أو الطقس ، يمكن للأقمار الصناعية في نهاية المطاف إرسال الطاقة النظيفة إلى مواقع أخرى خارج الشبكة.
يقول الدكتور فاسيلي: "في مناطق مثل الصحراء الكبرى حيث يمكن الحصول على طاقة شمسية عالية الجودة ، يصبح من الصعب جدًا نقل هذه الطاقة إلى المناطق التي يمكن استخدامها فيها". "ومع ذلك ، يركز بحثنا على كيفية إزالة هذه العقبة واستخدام الطاقة الشمسية القائمة على الفضاء لاستهداف المناطق التي يصعب الوصول إليها.
"باستخدام الموجات الدقيقة أو أشعة الليزر ، سنتمكن من نقل الطاقة إلى الأرض مباشرة إلى مناطق محددة. وهذا من شأنه أن يوفر مصدرًا موثوقًا وعالي الجودة للطاقة ويزيل الحاجة إلى تخزين الطاقة القادمة من مصادر متجددة على الأرض حيث سيوفر توصيلًا مستمرًا للطاقة الشمسية ".
إذا نجح ، يمكن أن يتطور مشروع Suaineadh / SAM إلى مصدر للطاقة المتجددة ليس فقط للمواقع الصغيرة والنائية ولكن أيضًا للأحياء والبلدات وربما حتى المدن بأكملها.
"في البداية ، ستكون الأقمار الصناعية الأصغر قادرة على توليد طاقة كافية لقرية صغيرة ولكن لدينا الهدف ، وفي الواقع التكنولوجيا المتاحة ، ليوم واحد وضع هيكل كبير بما فيه الكفاية في الفضاء يمكن أن يجمع الطاقة التي ستكون قادرة على تشغيل محطة كبيرة المدينة "، يقول الدكتور فاسيلي.
اقرأ المزيد على موقع جامعة ستراثكلايد غلاسكو هنا.
حقوق الصورة: جامعة ستراثكلايد. المشروع جزء من دراسة معهد ناسا للمفاهيم المتقدمة (NIAC).
