Nauka  / Artykuł

Wystarczyłaby nam jedna duża elektrownia słoneczna. Japończycy planują zbudować ją na... Księżycu

Japońskie biuro architektoniczno-budowlane Shimizu pokazało nowatorską koncepcję przedstawiającą przyszłość energetyczną Ziemi. Firma zaprezentowała plan zagospodarowania powierzchni Księżyca, który zakłada wybudowanie na równiku naszego satelity ogromnego pasa paneli słonecznych. Energia w nich zgromadzona miałaby być przekazywana na Ziemię. Takie rozwiązanie zapewniłoby pokrycie 100% globalnego zapotrzebowania energetycznego.

Pas paneli słonecznych miałby mieć szerokość 400 km i długość równą obwodowi Księżyca w najszerszym miejscu, czyli ok. 11000 km. Energia zgromadzona w panelach na całym obwodzie Księżyca byłaby najpierw przekazywana na odcinek znajdujący się najbliżej Ziemi (na część Księżyca widoczną z Ziemi, błędnie nazywaną „jasną stroną Księżyca”). Następnie energia byłaby transmitowana na Ziemię za pomocą dwóch nośników: poprzez mikrofale i energię lasera. Odbiorniki rozlokowane w wielu miejscach na Ziemi odbierałyby energię i zajmowały się jej dalszą konwersją i dystrybucją.

Koncepcja brzmi jak fantastyka, ale przyznacie – wizja uwolnienia się od węgla i korzystanie jedynie z „zielonej”, odnawialnej energii słonecznej brzmi rewelacyjnie. Oczywiście aby całkowicie uwolnić się od spalania paliw kopalnych, na Ziemi także musielibyśmy zmienić swoje przyzwyczajeni – np. przestawić się na samochody elektryczne.

Teoretycznie pomysł ma szanse powodzenia

elektrownia-sloneczna-na-ksiezycu-1

Największy strumień energii dociera do Ziemi właśnie w postaci promieniowania słonecznego (10000 razy więcej od strumienia energii geotermalnej). Teoretycznie Słońce może nam zapewnić aż 86000 TW energii, podczas gdy globalne całkowite zapotrzebowanie na energię wynosi 15 TW.

Panele zastosowane na Księżycu nie byłyby znanymi powszechnie na Ziemi kolektorami słonecznymi (którymi pokryte są dachy zachodnioeuropejskich miasteczek), lecz ogniwami fotowoltaicznymi. W odróżnieniu od kolektorów słonecznych, są to urządzenia, które zamieniają energię promieniowania słonecznego bezpośrednio na prąd elektryczny (a nie na ciepło). Ogniwa takie są powszechnie stosowane w kosmonautyce – zasilają stacje kosmiczne i satelity.

Główny problem to koszt budowy

moheve-elektrownia-ivanpah

Największą niewiadomą i zarazem największym problemem jest koszt budowy takiego projektu. Firma Shimizu zakłada, że już w 2035 roku na Księżyc mogłyby polecieć pierwsze statki transportujące niezbędne maszyny. Projekt zakłada, że na Księżycu powstaną wytwórnie paneli, które będą je produkować z zasobów księżycowych. Bez problemu z materiałów dostępnych na Księżycu można wytworzyć ceramikę, szkło, beton, a nawet tlen i wodę. Da się więc produkować ogniwa słoneczne bezpośrednio na powierzchni naszego satelity. Najważniejszym materiałem fotoogniw jest półprzewodnik, najczęściej wykonany z Krzemu, a tego na Księżycu nie brakuje.

Abstrahując już od kosztów budowy całej infrastruktury, ciekaw jestem jak efektywny byłby przesył energii. Księżycowa elektrownia słoneczna miałaby mnóstwo plusów, względem rozwiązań ziemskich. Po pierwsze, odpadłby problem zachmurzeń i zmiennych warunków pogodowych – na Księżycu wydajność paneli byłaby stała (pomijając krótkie okresy zaćmienia Księżyca). Po drugie, wzrosłaby efektywność paneli. Brak atmosfery wokół księżyca przełożyłby się na ok. czterokrotnie większą wydajność, niż w warunkach ziemskich. Pozostaje jednak problem strat energii podczas przesyłu, (choć teoretycznie mógłby być on mniejszy niż straty energii w polskiej infrastrukturze energetycznej, sięgające miejscami kilkudziesięciu procent…). Inżynierowie firmy Shimizu twierdzą jednak, że ich system bez problemu pokryje 100% globalnego zapotrzebowania na energię.

Czy tak wygląda przyszłość energetyczna Ziemi?

elektrownia-sloneczna-na-ksiezycu-2

Chociaż projekt byłby absolutnie przełomowy i bardzo ważny, nie wróżę mu dużych szans na powodzenie. Powodem jest oczywiście skala przedsięwzięcia i pieniądze, jakie za nią idą. Czytając opisy projektu ciągle w głowie świeci mi się lampka pt. „ekologiczne uzasadnienie”. Ciekaw jestem jak wyglądałaby relacja zaoszczędzonego paliwa, do olbrzymich ilości spalonego paliwa potrzebnego do wyniesienia wszystkich sprzętów na Księżyc. Ciekaw jestem także kwestii politycznych, mianowicie tego, kto zarządzałby taką kosmiczną elektrownią. Jest to jednak problem do rozwiązania, bowiem już teraz wydane są specjalne pozwolenia na budowę elektrowni słonecznej zawieszonej na orbicie Ziemskiej. Skala tego przedsięwzięcia jest jednak znacznie mniejsza, niż elektrowni księżycowej. Kolejną niewiadomą jest także wpływ przesyłu prądu na organizm ludzki. Po czasie mogłoby się okazać, że nie jest on do końca obojętny.

Rozwiązanie bez wątpienia byłoby przełomowe. Budowa księżycowej elektrowni byłaby chyba największym i najbardziej ambitnym projektem w historii ludzkości. Ciekaw jestem, czy jeszcze za naszego życia doczekamy przynajmniej startu tego (bądź podobnego) projektu.

Więcej na temat projektu przeczytacie w prezentacji przygotowanej przez firmę Shimizu, oraz na jej stronie.

przeczytaj następny tekst


przeczytaj następny tekst


przeczytaj następny tekst


przeczytaj następny tekst


przeczytaj następny tekst