Các nhà nghiên cứu tại Đại học Xidian của Trung Quốc vừa tuyên bố đã hoàn tất việc thử nghiệm một lĩnh vực mới – có thể mở đường cho việc thu năng lượng mặt trời từ ngoài không gian và truyền về Trái Đất. Nếu thành công, dự án này có thể giúp Trung Quốc vượt mặt Mỹ về khả năng thu năng lượng Mặt Trời ngoài không gian và truyền về Trái Đất.
Ngày 5 tháng Sáu vừa qua, các nhà nghiên cứu tại Đại học Xidian vừa thử nghiệm thành công "nhà máy điện mặt trời kết nối toàn hệ thống đầu tiên trên thế giới". Nhà máy này là một kết cấu bằng thép cao 75m được đặt tại phía nam trường Đại học Xidian. Nó được kết hợp với 5 hệ thống con khác nhỏ hơn, nhằm tăng cường khả năng thu nhận của các mảng năng lượng mặt trời ngoài không gian.
Báo cáo của nhóm đánh giá cho biết: "Kết quả của dự án nhìn chung ở mức tiên tiến so với thế giới, với các chỉ tiêu kỹ thuật chính như thiết kế tích hợp cơ quang-omega, hiệu quả truyền dẫn không dây sóng viba ở khoảng cách 55m, hiệu suất thu thập chùm tia và tỷ lệ chức năng trong hệ thống kết cấu ví dụ sự chuyển hóa và ăng ten được đánh giá ở mức độ dẫn đầu thế giới."
Về lý thuyết, các vệ tinh có thể liên tục thu thập các photon ánh sáng từ Mặt Trời, biến chúng thành điện năng dựa vào các tế bào quang điện và biến phần điện năng đó thành vi sóng để truyền không dây về các tấm thu năng lượng trên bề mặt Trái Đất – giống như kết cấu được xây dựng tại Đại học Xidian.
Ý tưởng này được khởi xướng từ những năm 1960 bởi nhà khoa học Peter Glaser. Việc thu năng lượng Mặt trời ngoài không gian có thể khắc phục nhiều nhược điểm của các hệ thống mặt đất khi nó có thể hoạt động liên tục mà không phải đợi đến khi trời sáng hay trong bất kỳ điều kiện thời tiết nào. Tuy nhiên, chi phí phóng vệ tinh và xây dựng các trạm thu năng lượng mặt trời ngoài không gian cùng với các khó khăn về công nghệ và các điều kiện an toàn đã cản trở những dự án như vậy trong nhiều năm qua.
Trạm thu năng lượng mới được Đại học Xidian xây dựng là một phần trong đề xuất thu năng lượng mặt trời ngoài không gian của nhóm có tên OMEGA – viết tắt của Orb-Shape Membrane Energy Gathering Array (Tấm thu năng lượng hình cầu). Khi được xây dựng hoàn chỉnh và được đưa lên quỹ đạo địa tĩnh, OMEGA sẽ thu thập năng lượng từ Mặt Trời và chuyển thành điện năng để truyền về Trái Đất bằng vi sóng.
Dự án OMEGA được Duan Baoyan từ Trường Kỹ thuật Cơ Điện của Đại học Xidian và đồng nghiệp đề xuất vào năm 2014. Trước đó 2 năm, NASA cũng thông báo về kế hoạch tương tự có tên SPS-ALPHA (Solar Power Satellite via Arbitrarily Large Phased Array), bao gồm một vệ tinh ngoài không gian với nhiều thành phần nhỏ hơn có thể truyền năng lượng ngược về Trái Đất. Nhưng thông báo của Đại học Xidian cho thấy, Trung Quốc đang vượt mặt Mỹ trong khả năng truyền năng lượng ngoài không gian dù xuất phát chậm hơn 2 năm.
Một trong những thành tích đáng chú ý nhất của OMEGA cho đến nay là các nhà nghiên cứu đã thành công trong việc truyền năng lượng không dây dưới dạng vi sóng trong khoảng cách 55m. Thành công này đánh dấu một bước tiến quan trọng cho hạ tầng thu điện mặt trời ngoài không gian trong tương lai. Theo thông cáo báo chí, thử nghiệm thành công đầu tháng này giúp các nhà nghiên cứu vượt 3 năm so với lộ trình của dự án.
Tuy vậy, nhà nghiên cứu Baoyan cũng thừa nhận rằng việc truyền năng lượng mặt trời từ ngoài không gian vẫn cần nhiều thế hệ nữa.
Dù vậy, nó cho thấy ý tưởng về năng lượng Mặt Trời ngoài không gian vẫn rất hứa hẹn, và nó có thể giúp chúng ta giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch. Việc xây dựng một hệ thống phức tạp như vậy là một thách thức khổng lồ, nhưng nó có thể cách mạng hóa cách chúng ta thu thập năng lượng.
Tham khảo Gizmodo