Egy naperőműnek sokkal jobb helye lenne az űrben. Nem foglalja a helyet, nem befolyásolná az energia termelését sem az időjárás, sem a napszak, tökéletes ingyen energia. De megvalósítható?

 

Az egész világ felkapta a fejét, amikor egy kínai hírügynökség arról számolt be, hogy Kína naperőmet készül építeni a világűrbe. A kép azonban ennél sokkal árnyaltabb, nézzük meg, mennyire életképes napjainkban egy ilyen projekt.

Ahogy a kínai nagyberuházásoknál szokás, kicsit ellentmondásosak a hírek. Az egyik szerint már 2021-2025 között több kisebb erőművet küldenének geostacionárius pályára, 2030 előtt már egy 1 megawatt teljesítményűt, 2050-re pedig egy gigawattosat küldenének 36 000 kilométeres magasságba. A megtermelt napenergiát mikrohullámú sugárzással küldenék a földre.

Az ötlet nem új, számos sci-fiben előfordult már, de ennek a több mint ötven éves ötletnek ismerjük a gazdáját, a 2014-ben 90 éves korában elhunyt Peter E. Glaser fejéből pattant ki az ötlet. A 70-es évek elején a nagy olajválság után fordultak a kutatók az alternatív energiatermelés felé. Glaser a NASA űrkutatási mérnökeként dolgozott, ő vetette fel a lehetőségét, hogy egy Naperőműnek sokkal jobb helye lenne az űrben. Nem befolyásolná az energia termelését sem az időjárás, sem a napszak, állandó egyenletes teljesítménnyel dolgozná fel, a Nap kimeríthetetlen ingyenes és környezetbarát energiáját. Az ötlet olyan népszerű lett, hogy Glaser szabadalmaztatta is.

Megvalósítása azóta többször felmerült. 2013-ban az amerikai National Space Society szándékozott Indiával közösen építkezni. 2014-ben a Japán űrhivatal állt elő egy hasonló projekttel. Most a kínaiak szeretnének az olcsó energiához jutni.

Talán joggal érezzük úgy, hogy a kínaiak kicsit eleresztették a fantáziájukat, már ami a határidőket illeti. A projekt egyelőre egy tesztüzem építésével indul, bár valójában inkább csak a földi teszt-fogadóállomásról beszélhetünk. A 133 000 négyzetméteres komplexum Csunking városában épül meg 100 millió jüanos befektetéssel. Ez lesz a mikrohullámok földi célpontja. A telep fölött fixen rögzített ballonokra telepítenek napelem-paneleket, az így nyert energiát átalakítják mikrohullámú sugárzássá, amit a telepre sugároznak. A telep visszaalakítja elektromos árammá és a hálózatba továbbítja. A feladat a mikrohullámú energiatovábbítás tesztelése, és ennek az élő szervezetekre való hatása.

Nem kell rögtön kétségbeesni, hogy megmikrózzák a madarakat, a mikrohullám egy nagyon széles spektrum, és ennek csupán egy pici szelete a konyhai készülékekben használt sugárzás. Az erőmű más hullámhosszon fog sugározni.

Az erőművel kapcsolatban az egyik nagy gond, hogy sokan úgy képzelik így a napenergia száz százaléka felhasználható. Dr. Nagy Imre Egyetemi adjunktus, a Nemzeti Közszolgálati Egyetem Hadtudományi és Honvédtisztképző Karának oktatója a Repüléstudományi Közlemények online tudományos folyóiratban remek összefoglalót írt a probléma technikai oldaláról. A többszörös átalakítás jelentős veszteségekkel jár. Számítása szerint 1 GW sugárzási teljesítmény befogásához körülbelül 700 000 négyzetméter napelem kell. Összehasonlításul a Nemzetközi Űrállomás napelemei összesen 3 000 négyzetméter felületűek.

Jelenleg napelemek kb. 30 százalékos hatásfokkal dolgoznak, az egyenáram mikrohullámú sugárzássá alakítása során 50 százalékos a veszteség. A mikrohullámú sugárzás során is számolni kell egy 15 százalékos veszteséggel. Végül a visszaalakítás elektromos árammá is csupán 70 százalékos hatékonyságú. Vagyis kevesebb, mint a Napból származó energia 10 százaléka jut el a hálózatba. A tervezett 1 GW sugárzási teljesítmény hasznosításához ennek legalább a tízszerese, 7 négyzetkilométernyi napelem kellene.

 Ebből már látható a feladat nagysága, ami rögtön felveti a pénzügyi és technikai problémákat. Gyakorlatilag több millió napelemet kellene felszállítani 36 000 kilométeres magasságba. De emellett szükség van az egész vázszerkezetére, az elektromos rendszerre, és a mikrohullámú átalakítóra. Megbecsülni sem tudom, ennek mennyi lehet a tömege. A kínai hosszú menetelés rakéta 15 tonnát képes ebbe a magasságba szállítani. A Delta IV- rakétának is hasonló a kapacitása, ezeknek egy indítása 300 millió dollár felett van. A SpaceX Falcon Heavy rakétája ígéretesebb, az már 26 tonna szállítására képes, és egy indítás 100 millió dollár körüli összeg. De indítások ezreire, tízezreire lenne szükség.

Még hosszan lehetne sorolni a műszaki akadályokat. A Nemzetközi Űrállomást 400 kilométeres magasságban szerelték össze. Az eddigi legmagasabb munkavégzés 600 kilométeres magasságban a Hubble javítása volt. Ennél hatvanszor magasabban, a geostacionárius pályán még senki nem végzett szerelést. Ez emberi legénységgel szinte kivitelezhetetlen, marad a robotok alkalmazása. Amelyeket szintén ki kell fejleszteni.

És akkor még szóba sem kerültek az anyag költségek, a karbantartás nehézségei, a meteorok és az űrszemét okozta károk. Jelenlegi fejlettségi szintünkön, rakéta technológiával ez csupán álom marad. Ennek az összegnek az elhanyagolható töredékéből egész sivatagokat lehetne napelemekkel borítani. Bár ki tudja, néhány évtized múlva, ha sikerül megvalósítani az űrliftet…

Ha tetszik, lájkold, és oszd meg ismerőseiddel. Csatlakozz a több mint hetvenezer főt számláló közösségünkhöz a Facebookon, mert sok mindent csak ott, vagy azon keresztül találsz meg. További blogjaink, és minden egyéb, ami érdekes, de nem ér meg egy blogbejegyzést. Linkek, fotók, videók, rövidebb és hosszabb infók, vagyis bővebb tartalommal várunk rád.