Công ty khởi nghiệp Space Solar của Vương quốc Anh mới đây triển khai ý tưởng đưa những tấm pin Mặt trời lên không gian để sản xuất điện năng. Ý tưởng táo bạo của Space Solar nhằm khai thác năng lượng mặt trời từ không gian - nơi ánh sáng mặt trời gần như không bị gián đoạn, mang đến tiềm năng to lớn trong việc giải quyết nhu cầu năng lượng toàn cầu.
Space Solar cho biết thêm, khác với trên mặt đất, trên không gian vũ trụ, mặt trời có khả năng thu thập ánh sáng nhiều năng lượng hơn, vì không bị cản trở bởi bầu khí quyển. Do đó, việc đưa các tấm pin mặt trời lên vũ trụ sẽ có thể truyền năng lượng 24/7, bất kể điều kiện thời tiết, mùa vụ hoặc thời gian trên mặt đất.
Hiện Space Solar đang thiết kế 1 hệ thống vệ tinh khổng lồ, bao gồm gương và các tấm pin mặt trời. Điện được tạo ra sẽ được biến đổi thành sóng vô tuyến tần số cao và truyền tới thiết bị thu cố định trên mặt đất. Cách này sẽ cung cấp nguồn điện sạch, ổn định ở quy mô Gigawatt (GW).
Mô phỏng công nghệ phát, thu và truyền điện mặt trời từ không gian về trái đất - Ảnh minh họa: innovationfrontier
Trang trại điện mặt trời thương mại đầu tiên dự tính sẽ được đặt trên quỹ đạo địa tĩnh, cách đường xích đạo khoảng 35.000 km. Tại đây nó sẽ đi theo vòng quay của trái đất, liên tục hướng về mặt trời để thu thập càng nhiều năng lượng càng tốt. Nhà máy sẽ có khả năng cung cấp 180MW vào lưới điện - đủ để cung cấp năng lượng cho một thị trấn lớn.
Ông Martin Soltau - Đồng sáng lập và là giám đốc điều hành của Space Solar cho biết, Space Solar có sứ mệnh riêng trong phát triển và thương mại hóa năng lượng mặt trời trên không gian. Đây sẽ là công nghệ năng lượng sạch trong tương lai có khả năng đáng kinh ngạc, thu hoạch năng lượng mặt trời dồi dào, chuyển đổi nó thành vi sóng và chiếu đến Trái đất.
“Bằng cách này chúng ta có thể có được nguồn điện liên tục ở quy mô Gigawatt cả ngày lẫn đêm, xuyên suốt mọi mùa và thời tiết. Đây là những gì chúng ta cần cho tổ hợp năng lượng sạch trong tương lai”, ông Martin Soltau kỳ vọng.
Đặt trụ sở chính tại thành phố Oxford của Anh, Space Solar đang tiến hành thử nghiệm thắp sáng 1 biển hiệu đèn LED, bằng cách truyền năng lượng không dây qua không khí từ mọi góc độ. Công ty khởi nghiệp cho biết, điều này đánh dấu việc truyền tải điện không dây 360 độ đầu tiên trên thế giới.
“Trong các giai đoạn, việc truyền năng lượng là công nghệ cốt lõi của các hệ thống Harrier - nguyên mẫu quy mô nhỏ của việc truyền tải điện không dây - vốn là trung tâm của một vệ tinh chạy bằng năng lượng mặt trời”, ông Martin Soltau thông tin.
Hệ thống thử nghiệm Harrier giúp giải quyết một thách thức chủ chốt trong sản xuất điện mặt trời ngoài không gian. Các hệ thống truyền thống đòi hỏi những khớp xoay lớn, để liên tục chỉnh hướng bộ pin quang năng theo mặt trời và thiết bị thu năng lượng trên trái đất. Còn với Harrier, sẽ cho phép truyền điện theo mọi hướng mà không cần bộ phận chuyển động, giúp tăng cả hiệu suất và độ tin cậy.
Công ty Space Solar cũng cho biết, công nghệ mới không có bộ phận chuyển động - loại bỏ nguyên nhân chính gây ra trọng lượng lớn và dư thừa chi phí. Do đó, mang lại giá năng lượng tái tạo rẻ hơn đáng kể so với giá năng lượng hạt nhân.
“Những hệ thống có giá cả rất phải chăng. Lượng năng lượng từ hệ thống công nghệ mới cung cấp là liên tục và công suất rất lớn và điều quan trọng là chúng luôn phát ra năng lượng. Khi đặt 1 tấm pin mặt trời vào không gian, nó sẽ tạo ra lượng năng lượng gấp khoảng 13 lần so với tấm pin đó tạo ra trên trái đất”, ông Martin Soltau cho biết thêm.
Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA), Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Mỹ (NASA) cũng như một số công ty ở Anh, Mỹ, Trung Quốc và Nhật Bản đều đang nỗ lực biến năng lượng mặt trời trên không gian thành hiện thực. Bộ An ninh Năng lượng và Cơ quan Vũ trụ Vương quốc Anh đã cấp kinh phí tài trợ cho việc phát triển vệ tinh đầu tiên của Space Solar.
Mặc dù có tiềm năng vô cùng lớn, tuy nhiên việc sản xuất điện mặt trời từ không gian đặt ra những thách thức mới. Quy mô của dự án về xây dựng và truyền tải năng lượng đòi hỏi sự đầu tư đổi mới công nghệ rất đáng kể.
