Pročitao sam nedavno vest koja mi je privukla pažnju svojom genijalnošću i koja, ako uđe u široku primenu, može suštinski promeniti način na koji čovečanstvo koristi i upravlja energijom.
Dakle, Japan (a ko drugi) je počeo da pretvara naučnu fantastiku u stvarnost ambicioznim planom da sakuplja i šalje solarnu energiju u snopovima mikrotalasa iz svemira na Zemlju. U okviru projekta OHISAMA, japanski naučnici planiraju da tokom ove 2025. godine lansiraju specijalan satelit težak oko 180 kilograma u nisku orbitu oko Zemlje.
Nakon postavljanja u orbitu, satelit će prikupljati solarnu energiju putem ugrađenih fotonaponskih panela, pretvarati je u mikrotalase i potom bežično je prenositi do prijemnika na Zemlji. Cilj svega ovoga je čista, neprekidna energija — čak i tokom oblačnih dana i noću.
Ako zaživi, ovaj projekat bi mogao da revolucionarizuje način na koji proizvodimo i isporučujemo električnu energiju, nudeći održiv pravac ka napajanju naše planete energijom iz svemira. Japan bi na ovaj način mogao da napravi suštinski iskorak u energetskim inovacijama i koji bi mogao da redefiniše globalnu energetsku mrežu.
Da vidimo sada detaljnije kako se mikrotalasi pretvaraju u električnu energiju na Zemlji: na Zemlji se nalazi specijalna prijemna stanica poznata kao rectenna (rectifying antenna). To je u suštini niz antena koje su u stanju da hvataju mikrotalase koji dolaze iz svemira. One izgledaju slično kao moderni radio-teleskopi, dakle kao mreže ili rešetke koje prekrivaju velike površine, često i po nekoliko kvadratnih kilometara.
Mikrotalasi koje šalje satelit su oblika elektromagnetnih talasa. Kada ih rectenna primi, posebne diode (najčešće Schottky diode) ih pretvaraju iz naizmenične energije visoke frekvencije u jednosmernu struju (DC). Jednosmerna struja se zatim može direktno koristiti za napajanje različitih lokalnih sistema, ili se dalje pretvara u naizmeničnu struju (AC), koja se potom distribuira kroz klasičnu elektroenergetsku mrežu. Kada već spominjem jednosmernu i naizmeničnu struju, ovde moram napraviti jednu malu digresiju i setiti se našeg genijalnog Nikole Tesle, bez kojeg svega ovoga ne bilo.
Da vidimo sada koje bi bile prednosti ovog pristupa. Prvo, nema štetne emisije CO₂, sistem radi i noću i po oblačnom vremenu, a energija se može slati na bilo koje mesto na planeti koje ima prijemnik.
Mikrotalasna zračenja koja se koriste za ove prenose nisu opasna po ljude, jer su precizno usmerena i snaga u centru snopa je projektovana da bude unutar bezbednih granica. Oblasti oko rectenna stanice bi bile obezbeđene iz predostrožnosti.
Evo sada i nekih bitnih ehničkih detalja ovih sistema:
- najčešće korišćena frekvencija za prenos mikrotalasne energije je oko 2.45 GHz, što omogućava efikasan prenos kroz atmosferu uz minimalne gubitke,
- eksperimentalni sistemi su postigli efikasnost konverzije mikrotalasne energije u električnu energiju od preko 80% !
- snaga mikrotalasnog zračenja na površini Zemlje je dizajnirana da bude unutar bezbednih granica za ljude i okolinu.
Na kraju, treba reći da projekat predviđa slanje satelita u nisku zemljinu orbitu na oko 400 km udaljenosti, koji ce slati usmerenu mikrotalasnu energiju snage jednog kilovata zemaljskim prijemnicima rasporedjenim u radijusu od 40 kilometara, pri cemu je rastojanje izmedju prijemnika oko 5 km. Ovo je pionirski projekat koji bi trebao da potvrdi da je bežično slanje energije iz zemljine orbite izvodljivo. Ultimativni cilj je pozicioniranje satelita u geostacionarnu orbitu koja je na mnogo većoj udaljenosti od niske zemljine orbite, na otprilike 35.000 km. Naravno, sa rastojanjem rastu i problemi kao što su: veća izloženost radioaktivnom zračenju, veći gubici, veća cena, itd. U nižoj orbiti satelit kruzi oko zemlje tako da slanje energije ka određenoj konstalaciji antena mora da se obavlja u vremenskim intervalima kada je satelit optimalno pozicioniran. Zbog toga, prikupljena solarna energija mora da se skladišti u baterije pre nego što se satelit nađe u zoni pogodnoj za transfer, pri čemu transfer traje samo par minuta. U geostacionarnoj orbiti satelit bi mogao permanentno da usmerava energiju ka jednoj oblasti, čime bi se smanjio zahtev za skladištenjem energije.
Osim ovog, postoji i projekat SOLARIS koji finansira ESA, a koji je još ambiciozniji i predviđa konstrukciju solarne farme u geostacionarnoj orbiti koja bi imala mnogo veću snagu i samim tim bi mogla permanentno da napaja određenu oblast mikrotalasnom energijom. Konstrukcija solarne farme u svemiru je problem za sebe, jer je potrebno poslati robote i panele u orbitu gde bi roboti spajali stotine panela u jednu vrstu umrežene solarne farme.
Na kraju, preostaje nam da vidimo hoće li ova genijalna tehnologija zaživeti. Ako uspe, to če biti ogroman pomak napred, ne samo u smislu skoro neogračičene količine čiste, nepatvorene energije, nego i čiste i zelene planete na kojoj živimo.
