27 September 2022. https://www.airbus.com/en/newsroom/
Излучение солнечной энергии могло бы помочь Европе получить независимый доступ к большему количеству возобновляемых источников энергии. Теперь Airbus продемонстрировал, как эта новая технологическая концепция может работать на своей инновационной фабрике X-Works.
Демонстратор Airbus Power Beaming Demonstrator — как он работает?
Все освещено, большие пальцы вверх. Жан-Доминик Косте, Йоанн Туэ и их коллеги только что продемонстрировали лицам, принимающим решения в политике и промышленности, внутреннюю работу новой энергетической концепции, которая до сих пор была в поле зрения только закоренелых технических экспертов: излучение энергии.
Основополагающий принцип довольно прост, объясняет Жан-Доминик Косте, который отвечает за эту технологию, разработанную Центральным научно-техническим отделом Airbus и отделом Blue Sky: “Потенциал технологии заключается в том, чтобы улавливать солнечный свет и затем передавать его по беспроводной сети”. На Земле эта солнечная энергия затем обеспечивала бы электричеством города, фабрики, домашние хозяйства и, в конечном счете, самолеты.
Новые энергетические сети в небе
Не в последнюю очередь по этой причине, по словам Косте, энергетическое излучение может предложить Европе и другим частям мира огромный потенциал для использования возобновляемых источников энергии и способствовать достижению цели стать углеродно-нейтральными к 2050 году. «Технологии передачи энергии позволили бы создать новые энергетические сети в небе и могли бы помочь решить энергетическую проблему», — говорит Косте. «Они позволили бы странам полностью контролировать и распределять свою энергию там, где это необходимо, независимо».
Демонстрация на инновационном заводе Airbus X-Works 27 сентября 2022 года была успешной, хотя и в меньших масштабах: используя микроволновое излучение, Косте, Туе и их коллеги передали зеленую энергию между двумя точками, представляющими «Космос» и «Землю», на расстояние 36 метров, производя зеленый водород и принося образцовый город для жизни. “Теперь, когда мы впервые успешно протестировали ключевые элементы будущей космической солнечной энергетической системы в небольших масштабах, мы готовы вывести излучение энергии на новый уровень”, — говорит Йоанн Туэ.
Демонстрация, несомненно, имела успех, но как технология будет работать в реальной жизни? «Мы рассматриваем несколько вариантов дизайна», — объясняет Туэ. Однако уже ясно одно: если бы спутники собирали солнечный свет, им потребовалось бы около 2 километров в поперечнике, чтобы достичь того же уровня мощности, что и атомная электростанция”.
Независимое и устойчивое электроснабжение круглосуточно
Преимущества сбора солнечной энергии в космосе очевидны, говорит Туэ: «За пределами земной атмосферы солнечный свет доступен неограниченно, а не только днем и в хорошую погоду, как на Земле, плюс он примерно на 50 процентов интенсивнее». Например, на геостационарной орбите примерно в 36 000 километрах над Землей солнечная панель того же размера, что и ее аналоги на Земле, может вырабатывать значительно больше электроэнергии.
Собранная энергия будет передаваться по широкой площади безопасным и контролируемым образом. Там, на Земле, большое количество антенн, разбросанных на большой территории, даже за пределами берега, улавливали бы лучи, и энергия была бы повторно собрана для производства электричества. «Лучи легко проходят сквозь облака, поэтому потери мощности минимальны. Кроме того, технология может быть разработана для предотвращения причинения вреда птицам или людям, летящим в самолетах», — уверяет Косте. Более того, нет необходимости в сложной и дорогостоящей наземной инфраструктуре, электростанциях, трубопроводах или кабелях, например, для распределения электроэнергии на Земле. Это тоже делается с помощью энергетического излучения.
По оценкам Косте, выровненные затраты на энергию будут такими же, как у крупномасштабных энергетических проектов на Земле, таких как атомные электростанции, нефтяные вышки и крупные фермы, работающие на возобновляемых источниках энергии. Затраты, однако, будут снижаться по мере строительства большего количества электростанций из-за экономии за счет масштаба. Одна геостационарная солнечная ферма будет вырабатывать около 2 гигаватт электроэнергии — эквивалент одной крупной электростанции на ископаемом топливе или атомной электростанции на Земле.
Излучение энергии: реальность через 10 лет?
К началу 2030-х годов могут быть использованы первые действующие прототипы источников питания. Но еще многое предстоит сделать. Основная область исследований касается общей эффективности: получение как можно большего количества энергии из того, что вы используете. “Мы выступаем за поэтапный подход к масштабированию системы: от наземных до воздушных систем, а затем в космосе”, — объясняет Жан-Доминик Косте, добавляя: “На самом деле это может изменить правила игры для самолетов, потенциально увеличив дальность полета, уменьшив вес, но также и для ретрансляции питание в другие места, управление энергией, как данными. Это вызвало большой интерес к энергетическому сектору. В конечном итоге это будет совместная работа с институтами и энергетической отраслью».