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宇宙太陽光発電は意味を持つようになるでしょうか?

宇宙太陽光発電は、費用がかかり、リスクの高い夢物語なのでしょうか？それとも、気候変動と戦う現実的な方法なのでしょうか？宇宙から地球に太陽光発電を送信するには、最終的にはギガワットの電力を伝送する必要があるかもしれませんが、Space Solar、欧州宇宙機関、グラスゴー大学の専門家によると、そのプロセスは驚くほど安全で費用対効果の高いものになる可能性があります。しかし、私たちはそれをはるかに超えて進まなければならないデモ用ハードウェアそして、その可能性を開発したいのであれば、数多くのエンジニアリング上の課題を解決する必要があります。宇宙太陽光発電の設計宇宙から太陽エネルギーを放射することは目新しいことではない。通信衛星は 1960 年代から、太陽エネルギーで生成されたマイクロ波信号を地球に送信してきた。しかし、有用な量の電力を送信することはまったく別の問題である。 "アイデア [has] 欧州宇宙機関（ESA）の深宇宙探査科学者ニコル・カプリン氏は、物理学の世界ポッドキャスト「元々のコンセプトは確かにSFでした。SFに根ざしたようなものですが、それ以来、興味が湧いたり消えたりする傾向がありました。」研究者たちは宇宙太陽光発電の複数の設計を検討している。グラスゴー大学の宇宙システム工学の上級講師であるマッテオ・チェリオッティ氏は、ザ・カンバセーションに書いた多くのデザインが提案されています。 ESAのソラリス計画のリーダーであるサンジェイ・ヴィジェンドラン氏によると、ソラリス計画は2つの技術の可能性を検討している。1つは静止軌道上のステーションから地球上の受信機にマイクロ波を照射する技術、もう1つは低軌道上の巨大な鏡を使って太陽光をソーラーファームに反射させる技術だ。同氏は、この2つの解決策はどちらも潜在的に価値があると考えている。マイクロ波技術はより広い関心を集めたそして、それが今回のインタビューの主な焦点でした。高周波の電波も使用できますが、非常に大きな可能性を秘めています。「宇宙から24時間365日、クリーンな電力を供給できるのです」とビジェンドラン氏は言う。マイクロ波の周波数のおかげで、天候に関係なく電力を送電できる。「宇宙に1ギガワットの発電所を建設すれば、地球上の太陽光発電所トップ5に匹敵する。1ギガワットの発電所は、1年間で約87万5000世帯に電力を供給できる」と、ポッドキャスト「Physics World」の司会者アンドリュー・グレスター氏は語った。しかし、このようなものを展開する準備はまだできていない。「これは大きな技術的課題となるだろう」とキャプリン氏は語った。宇宙に太陽光発電所を建設するには、物理的なハードルがいくつもある。マイクロ波技術を使用すると、1ギガワットの電力を生成する軌道上の発電所の太陽電池アレイは、1平方キロメートル以上のサイズになる必要があると、ネイチャーの記事上級記者エリザベス・ギブニー氏による記事。「これは、建設に10年かかった国際宇宙ステーションの100倍以上の大きさです。」軌道上の施設は無人となるため、ロボットによる組み立ても必要となる。太陽電池は宇宙放射線や宇宙ゴミへの耐性がなければならない。また、効率性が高く軽量で、一般的なシリコン太陽電池の 50 倍のパワー対重量比が必要であるとギブニー氏は書いている。これらのセルのコストを抑えることも、エンジニアが考慮しなければならないもう 1 つの要素である。電力伝送中の損失を減らすことも別の課題であるとギブニー氏は書いている。ESA によると、エネルギー変換率は 10 ～ 15 パーセントに向上する必要がある。これには技術的な進歩が必要になる。スペースソーラーはCASSIOPeiAと呼ばれる衛星の設計に取り組んでおり、Physics World…

執筆 nipponese 更新 2024年7月15日

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2024-07-15 18:46:06

しかし、私たちはそれをはるかに超えて進まなければならないデモ用ハードウェアそして、その可能性を開発したいのであれば、数多くのエンジニアリング上の課題を解決する必要があります。

宇宙太陽光発電の設計

宇宙から太陽エネルギーを放射することは目新しいことではない。通信衛星は 1960 年代から、太陽エネルギーで生成されたマイクロ波信号を地球に送信してきた。しかし、有用な量の電力を送信することはまったく別の問題である。

“アイデア [has] 欧州宇宙機関（ESA）の深宇宙探査科学者ニコル・カプリン氏は、物理学の世界ポッドキャスト「元々のコンセプトは確かにSFでした。SFに根ざしたようなものですが、それ以来、興味が湧いたり消えたりする傾向がありました。」

研究者たちは宇宙太陽光発電の複数の設計を検討している。グラスゴー大学の宇宙システム工学の上級講師であるマッテオ・チェリオッティ氏は、ザ・カンバセーションに書いた多くのデザインが提案されています。

ESAのソラリス計画のリーダーであるサンジェイ・ヴィジェンドラン氏によると、ソラリス計画は2つの技術の可能性を検討している。1つは静止軌道上のステーションから地球上の受信機にマイクロ波を照射する技術、もう1つは低軌道上の巨大な鏡を使って太陽光をソーラーファームに反射させる技術だ。同氏は、この2つの解決策はどちらも潜在的に価値があると考えている。マイクロ波技術はより広い関心を集めたそして、それが今回のインタビューの主な焦点でした。高周波の電波も使用できますが、非常に大きな可能性を秘めています。

「宇宙から24時間365日、クリーンな電力を供給できるのです」とビジェンドラン氏は言う。マイクロ波の周波数のおかげで、天候に関係なく電力を送電できる。

「宇宙に1ギガワットの発電所を建設すれば、地球上の太陽光発電所トップ5に匹敵する。1ギガワットの発電所は、1年間で約87万5000世帯に電力を供給できる」と、ポッドキャスト「Physics World」の司会者アンドリュー・グレスター氏は語った。

しかし、このようなものを展開する準備はまだできていない。「これは大きな技術的課題となるだろう」とキャプリン氏は語った。宇宙に太陽光発電所を建設するには、物理的なハードルがいくつもある。

マイクロ波技術を使用すると、1ギガワットの電力を生成する軌道上の発電所の太陽電池アレイは、1平方キロメートル以上のサイズになる必要があると、ネイチャーの記事上級記者エリザベス・ギブニー氏による記事。「これは、建設に10年かかった国際宇宙ステーションの100倍以上の大きさです。」軌道上の施設は無人となるため、ロボットによる組み立ても必要となる。

太陽電池は宇宙放射線や宇宙ゴミへの耐性がなければならない。また、効率性が高く軽量で、一般的なシリコン太陽電池の 50 倍のパワー対重量比が必要であるとギブニー氏は書いている。これらのセルのコストを抑えることも、エンジニアが考慮しなければならないもう 1 つの要素である。電力伝送中の損失を減らすことも別の課題であるとギブニー氏は書いている。ESA によると、エネルギー変換率は 10 ～ 15 パーセントに向上する必要がある。これには技術的な進歩が必要になる。

スペースソーラーはCASSIOPeiAと呼ばれる衛星の設計に取り組んでおり、Physics World 説明する「螺旋階段のようで、太陽光発電パネルが『踏み板』で、マイクロ波送信機（棒状の双極子）が『蹴り板』になっている」と説明されている。可動部分のない螺旋形をしている。

「当社のシステムは、ディナープレートサイズの同じパワーモジュールを何十万個も組み合わせて構成されています。各モジュールには、太陽エネルギーを直流電力に変換するPVが搭載されています」と、スペースソーラーのCEO、サム・アドレン氏は語った。

「その直流電力は電子機器を駆動し、ダイポールアンテナから地球に向けて電力を送信します。宇宙で上昇した電力は [microwaves] そしてコヒーレントビームとして地球に放射され、整流アンテナによって受信され、電気に再変換されて送電網に入力されます。」

アドレン氏は、軌道上での組み立てなど、宇宙用途のロボット技術は急速に進歩していると述べた。

セリオッティは、別の設計であるSPS-ALPHAには、個別に移動できるモジュール式の小型反射鏡であるヘリオスタットを多数含む大型の太陽光集光器構造があると書いている。集中太陽光を別々の発電モジュールに当て、その後、別のモジュールによって地球に送り返します。