Odborníci chtějí oprášit nápad známý zatím jen ze sci-fi: solární elektrárnu umístěnou na oběžné dráze.
Elektřina přímo z vesmíru
Kolem naší planety obíhá obrovská kosmická stanice složená ze solárních panelů. Sbírá energii ze slunečního záření a pomocí mikrovlnných paprsků ji posílá dolů. Na Zemi mikrovlny přijímá speciální anténa a převádí je na elektřinu... Takto Isaac Asimov vylíčil v roce 1941 v povídce Rozum možnost zásobovat lidstvo čistým a nevyčerpatelným zdrojem energie.
Umístění solárních článků ve vesmíru by mělo řadu výhod. Především by na ně sluneční záření dopadalo v plné síle, žádnou jeho část by nepohlcovala atmosféra a netlumily by ho mraky. Kromě toho by na vhodně umístěnou družici mohlo svítit slunce 24 hodin denně - s výjimkou pár hodin ve dnech kolem rovnodennosti.
Jako první se touto myšlenou začal seriózně zabývat americký inženýr Peter Glaser v roce 1968. Navrhl soustavu obřích solárních panelů s povrchem padesáti čtverečních kilometrů. Předpokládal, že antény pro příjem mikrovlnného záření by se mohly umístit například u odlehlých městeček nebo vojenských základen.
Bohužel se brzy ukázalo, že Glaser předběhl dobu. Jeho koncept byl technicky i finančně příliš náročný.
Různě obměněné koncepce se od té doby vynořily ještě několikrát. Zabývala se jimi i americká kosmická agentura NASA. Výsledek byl ale pokaždé stejný. Projekt by byl příliš drahý, takže se vrátil do šuplíku.
Kdopak nám ji postaví?
Před dvěma lety ale zastáncům kosmické elektrárny svitla nová naděje. Uznávaní odborníci se sešli na workshopu na Technologickém institutu v Massachusetts (MIT), kde se tímto tématem zabývali. V závěrečné zprávě doporučili americké vládě uvolnit v následujících deseti letech deset miliard dolarů na vývoj malé družice se solárními panely, která by dokázala poslat na Zemi deset megawattů energie.
Experti předpokládají, že případný úspěch takového pilotního projektu by mohl přilákat zájem soukromých investorů, kteří se postarají o financování dalšího rozvoje tohoto konceptu.
Koncem minulého roku vydal doporučující zprávu také americký Národní bezpečnostní úřad pro vesmír. Technologie od 60. let přece jen pokročily. Proč tedy dosud ještě Zemi neobíhají elektrárny?
Kromě jiného i proto, že není jasné, kdo by se měl takového projektu ujmout.
"Problém je v tom, že ministerstvo energetiky se nezabývá vesmírem a NASA se sice zabývá vesmírem, ale nikoliv energetikou," citoval na sklonku loňského roku časopis The Economist plukovníka M. V. Smitha z Národního bezpečnostního úřadu pro vesmír.
Autoři článku tvrdí, že dnes už žádné technické překážky ve stavbě takového zařízení nestojí. Počítá se s tím, že solární elektrárnu by nemuseli šroubovat dohromady lidé, tak jako dnes díl po dílu sestavují Mezinárodní kosmickou stanici. Mohla by se do vesmíru poslat v podobě flotily družic se samorozbalovacími panely, které se v kosmu samy spojí dohromady.
Výroba solárních článků ovšem není nejlevnější a jejich reálná účinnost stále pokulhává. Pohybuje se nejvýše kolem čtyřiceti procent. V jednom z konceptů se proto uvažuje o tom, že základ elektrárny může tvořit soustava zrcadel. Ta budou koncentrovat paprsky do menších solárních článků.
Příliš drahý náklad
Jenže jak panely, tak zrcadla něco váží a je zapotřebí je dostat na oběžnou dráhu. V tom zatím spočívá jedna z hlavních potíží celého konceptu. Vynesení jednoho kilogramu nákladu na nízkou oběžnou dráhu dnes stojí šest až deset tisíc dolarů. Elektrárna by ovšem musela létat na vysoké, takzvané geostacionární dráze ve výšce kolem 36 tisíc kilometrů, aby při pohledu ze Země "visela" stále nad jedním místem - nad přijímací anténou. Vyslání jednotlivých dílů do kosmu tedy vyjde ještě dráž.
V posledních letech se ale vedle kosmických agentur objevují i soukromé firmy, které vyvíjejí vlastní nosné rakety a kosmické lodě. Dá se předpokládat, že s jejich přispěním se cestování do kosmu za pár let zlevní.
Další překážkou je přenos energie pomocí mikrovln. V malém měřítku už je tento proces zvládnutý. Loni dokonce vědci uskutečnili na Havaji pokus, při němž přenášeli energii pomocí mikrovln mezi dvěma ostrovy, které dělí 148 kilometrů. Tuto vzdálenost vědci vybrali záměrně, protože při ní musí mikrovlny proniknout přibližně stejným množstvím vzduchu jako při posílání z oběžné dráhy na Zem.
Kritici upozorňují na to, že silné záření může mít negativní vliv na lidské zdraví i na životní prostředí. Kolem přijímacích antén by pravděpodobně musely vzniknout ochranné zóny v řádu desítek kilometrů. Jejich umístění v hustě obydlených oblastech proto nepřichází v úvahu. Lze je umístit například v poušti, ale zase nesmí být příliš daleko od civilizace, která bude energii využívat.
Na havajském experimentu se vedle amerických vědců podíleli také Japonci. Právě Japonsko by mohlo vývoj kosmických solárních elektráren posunout výrazně kupředu. Tato technicky vyspělá země nemá k dispozici mnoho přírodních zdrojů a energeticky závisí na okolních státech. Pozemní přijímací antény sice vyžadují rozsáhlou infrastrukturu a zaberou velkou plochu, ale japonský projekt počítá s jejich umístěním na moři.
Ještě si počkáme
Podle amerického inženýra Johna Mankinse z firmy Managed Energy Technologies, který pokus na Havaji vedl, budou nyní následovat dva roky testování jednotlivých složek budoucí elektrárny - od nosných raket přes solární panely až po přijímací antény.
Pak mají následovat experimenty na nízké oběžné dráze. Mankins se domnívá, že se to dá zvládnout do roku 2015 za méně než miliardu dolarů.
Národní bezpečnostní úřad pro vesmír ve své zprávě konstatuje, že by se do vývoje mohli zapojit i další spojenci USA, vedle Japonska například Austrálie, Evropská unie, Kanada, ale také Indie. Tato země se v posledních letech s velkou vervou pustila do kosmického programu a zároveň v ní miliony lidí žijí v odlehlých oblastech bez elektřiny.
Kdyby se pilotní projekt na nízké dráze zdařil, následovalo by vynesení zkušebního zařízení na geostacionární dráhu. Mankins odhaduje, že komerční provoz celého zařízení by mohl začít do roku 2025.
Skeptičtější hlasy ale mluví o roku 2050. Do té doby ovšem jistě dojde k velkému vývoji jak v oblasti kosmonautiky (v té době by měli lidé obývat kosmické stanice na Měsíci a snad se i procházet po Marsu), tak v oblasti alternativních zdrojů energie.
Dnes tedy můžeme jen těžko odhadovat, zda v době, kdy se solární elektrárna na oběžné dráze stane opravdu dostupnou záležitostí, ji ještě budeme potřebovat.
AUTOR: Eva Vlčková
redaktorka Lidových novin
Umístění solárních článků ve vesmíru by mělo řadu výhod. Především by na ně sluneční záření dopadalo v plné síle, žádnou jeho část by nepohlcovala atmosféra a netlumily by ho mraky. Kromě toho by na vhodně umístěnou družici mohlo svítit slunce 24 hodin denně - s výjimkou pár hodin ve dnech kolem rovnodennosti.
Jako první se touto myšlenou začal seriózně zabývat americký inženýr Peter Glaser v roce 1968. Navrhl soustavu obřích solárních panelů s povrchem padesáti čtverečních kilometrů. Předpokládal, že antény pro příjem mikrovlnného záření by se mohly umístit například u odlehlých městeček nebo vojenských základen.
Bohužel se brzy ukázalo, že Glaser předběhl dobu. Jeho koncept byl technicky i finančně příliš náročný.
Různě obměněné koncepce se od té doby vynořily ještě několikrát. Zabývala se jimi i americká kosmická agentura NASA. Výsledek byl ale pokaždé stejný. Projekt by byl příliš drahý, takže se vrátil do šuplíku.
Kdopak nám ji postaví?
Před dvěma lety ale zastáncům kosmické elektrárny svitla nová naděje. Uznávaní odborníci se sešli na workshopu na Technologickém institutu v Massachusetts (MIT), kde se tímto tématem zabývali. V závěrečné zprávě doporučili americké vládě uvolnit v následujících deseti letech deset miliard dolarů na vývoj malé družice se solárními panely, která by dokázala poslat na Zemi deset megawattů energie.
Experti předpokládají, že případný úspěch takového pilotního projektu by mohl přilákat zájem soukromých investorů, kteří se postarají o financování dalšího rozvoje tohoto konceptu.
Koncem minulého roku vydal doporučující zprávu také americký Národní bezpečnostní úřad pro vesmír. Technologie od 60. let přece jen pokročily. Proč tedy dosud ještě Zemi neobíhají elektrárny?
Kromě jiného i proto, že není jasné, kdo by se měl takového projektu ujmout.
"Problém je v tom, že ministerstvo energetiky se nezabývá vesmírem a NASA se sice zabývá vesmírem, ale nikoliv energetikou," citoval na sklonku loňského roku časopis The Economist plukovníka M. V. Smitha z Národního bezpečnostního úřadu pro vesmír.
Autoři článku tvrdí, že dnes už žádné technické překážky ve stavbě takového zařízení nestojí. Počítá se s tím, že solární elektrárnu by nemuseli šroubovat dohromady lidé, tak jako dnes díl po dílu sestavují Mezinárodní kosmickou stanici. Mohla by se do vesmíru poslat v podobě flotily družic se samorozbalovacími panely, které se v kosmu samy spojí dohromady.
Výroba solárních článků ovšem není nejlevnější a jejich reálná účinnost stále pokulhává. Pohybuje se nejvýše kolem čtyřiceti procent. V jednom z konceptů se proto uvažuje o tom, že základ elektrárny může tvořit soustava zrcadel. Ta budou koncentrovat paprsky do menších solárních článků.
Příliš drahý náklad
Jenže jak panely, tak zrcadla něco váží a je zapotřebí je dostat na oběžnou dráhu. V tom zatím spočívá jedna z hlavních potíží celého konceptu. Vynesení jednoho kilogramu nákladu na nízkou oběžnou dráhu dnes stojí šest až deset tisíc dolarů. Elektrárna by ovšem musela létat na vysoké, takzvané geostacionární dráze ve výšce kolem 36 tisíc kilometrů, aby při pohledu ze Země "visela" stále nad jedním místem - nad přijímací anténou. Vyslání jednotlivých dílů do kosmu tedy vyjde ještě dráž.
V posledních letech se ale vedle kosmických agentur objevují i soukromé firmy, které vyvíjejí vlastní nosné rakety a kosmické lodě. Dá se předpokládat, že s jejich přispěním se cestování do kosmu za pár let zlevní.
Další překážkou je přenos energie pomocí mikrovln. V malém měřítku už je tento proces zvládnutý. Loni dokonce vědci uskutečnili na Havaji pokus, při němž přenášeli energii pomocí mikrovln mezi dvěma ostrovy, které dělí 148 kilometrů. Tuto vzdálenost vědci vybrali záměrně, protože při ní musí mikrovlny proniknout přibližně stejným množstvím vzduchu jako při posílání z oběžné dráhy na Zem.
Kritici upozorňují na to, že silné záření může mít negativní vliv na lidské zdraví i na životní prostředí. Kolem přijímacích antén by pravděpodobně musely vzniknout ochranné zóny v řádu desítek kilometrů. Jejich umístění v hustě obydlených oblastech proto nepřichází v úvahu. Lze je umístit například v poušti, ale zase nesmí být příliš daleko od civilizace, která bude energii využívat.
Na havajském experimentu se vedle amerických vědců podíleli také Japonci. Právě Japonsko by mohlo vývoj kosmických solárních elektráren posunout výrazně kupředu. Tato technicky vyspělá země nemá k dispozici mnoho přírodních zdrojů a energeticky závisí na okolních státech. Pozemní přijímací antény sice vyžadují rozsáhlou infrastrukturu a zaberou velkou plochu, ale japonský projekt počítá s jejich umístěním na moři.
Ještě si počkáme
Podle amerického inženýra Johna Mankinse z firmy Managed Energy Technologies, který pokus na Havaji vedl, budou nyní následovat dva roky testování jednotlivých složek budoucí elektrárny - od nosných raket přes solární panely až po přijímací antény.
Pak mají následovat experimenty na nízké oběžné dráze. Mankins se domnívá, že se to dá zvládnout do roku 2015 za méně než miliardu dolarů.
Národní bezpečnostní úřad pro vesmír ve své zprávě konstatuje, že by se do vývoje mohli zapojit i další spojenci USA, vedle Japonska například Austrálie, Evropská unie, Kanada, ale také Indie. Tato země se v posledních letech s velkou vervou pustila do kosmického programu a zároveň v ní miliony lidí žijí v odlehlých oblastech bez elektřiny.
Kdyby se pilotní projekt na nízké dráze zdařil, následovalo by vynesení zkušebního zařízení na geostacionární dráhu. Mankins odhaduje, že komerční provoz celého zařízení by mohl začít do roku 2025.
Skeptičtější hlasy ale mluví o roku 2050. Do té doby ovšem jistě dojde k velkému vývoji jak v oblasti kosmonautiky (v té době by měli lidé obývat kosmické stanice na Měsíci a snad se i procházet po Marsu), tak v oblasti alternativních zdrojů energie.
Dnes tedy můžeme jen těžko odhadovat, zda v době, kdy se solární elektrárna na oběžné dráze stane opravdu dostupnou záležitostí, ji ještě budeme potřebovat.
AUTOR: Eva Vlčková
redaktorka Lidových novin
Zdroj:EKONOM
Sdílet článek na sociálních sítích
