Fotovoltaika ve vesmíru: Kdy bude zisková a jak má tato technologie fungovat?

Energie z oběžné dráhy

Současná energetika stojí před paradoxem, který může znít až absurdně – slunce je nekonečný zdroj energie, a přesto ho na Zemi dokážeme využít jen částečně. Mraky, noc a omezený prostor nám často brání v plném využití jeho potenciálu. Rozsáhlé solární a větrné farmy, které by mohly pomoci, zabírají tisíce hektarů půdy, a často to jde na úkor zemědělství nebo přírody.

Kolísání výroby podle počasí pak přináší další starosti. Abychom měli energii, když slunce zrovna nesvítí, potřebujeme drahé baterie a rozsáhlé skladovací systémy. A zatímco tlak na dekarbonizaci a boj s klimatickou změnou roste, rozvoj obnovitelných zdrojů se zpomaluje. Je to trochu frustrující – máme technologie, ale pořád hledáme, jak je využít efektivně.

A právě zde se otevírá fascinující možnost: solární elektrárny ve vesmíru, tzv. Space-Based Solar Power (SBSP). Představte si panely na oběžné dráze, které sbírají sluneční energii nepřetržitě a vysílají ji na Zem mikrovlnami nebo laserem. Je to jako mít slunce, které nikdy nezapadá, a konečně dostat energii přesně tam, kde je potřeba.

Jak SBSP funguje

Satelity SBSP se umisťují do geostacionární dráhy, kde slunce nikdy nezapadá. Nepřetržitě zachytávají sluneční záření a mění ho na mikrovlny či laserové paprsky, které směřují na pozemní přijímače – tzv. rectenny.

Rectenny pak transformují energii na elektřinu pro připojení do sítě. Výhodou je nejen stálý přísun energie, ale i možnost směrovat ji tam, kde je právě potřeba, čímž se snižuje závislost na skladování.

Menší projekty SBSP by podle Frazer-Nash Consultancy mohly být ekonomicky konkurenceschopné už kolem roku 2040, zejména pokud se využije již stávající infrastruktura – například offshore větrné parky ve Spojeném království.

Ekonomika a ekologie ruku v ruce

Studie King’s College London ukazují, že SBSP by mohla snížit potřebu pozemních obnovitelných zdrojů až o 80 %. Energie by byla stálá a bezemisní, což by výrazně pomohlo klimatickým cílům.

Kromě toho by se potřeba drahých skladovacích kapacit snížila o více než dvě třetiny. To znamená, že evropský energetický systém by mohl ročně ušetřit ohromných 35,9 miliardy eur (≈ 875 miliard korun). Taková úspora není jen o penězích – je to šance mít stabilnější a spolehlivější síť, která snáze odolá výkyvům a výpadkům.

Navíc SBSP dokáže dodat energii s menší spotřebou kritických surovin než kombinace pozemních solárních parků a velkokapacitních baterií. To znamená efektivnější využití materiálů a menší ekologickou stopu.

Výzvy, které musíme překonat, aby slunce nikdy nezapadlo

Technologie samozřejmě čelí výzvám. Počáteční náklady na starty raket jsou vysoké, regulační rámce pro vysílání energie z vesmíru musí být vyřešeny a samotné satelity vyžadují precizní konstrukci.

Přesto SBSP již není sci-fi. S rostoucí poptávkou po stabilní elektřině z digitalizace a průmyslu se tato technologie jeví jako realistická a potřebná alternativa.

Vývoj satelitů a rectenn pokračuje, což naznačuje, že první praktické pilotní projekty by mohly vzniknout během příští dekády, pokud bude politická a finanční podpora dostatečná.

Budoucnost bezemisní energie

Vesmírná solární energie by mohla výrazně transformovat energetický mix. Transparentní rectenny lze umístit nad zemědělskou půdu nebo kombinovat s pozemními solárními parky, čímž se minimalizuje konflikt o půdu.

SBSP ukazuje, že energie z vesmíru není jen snem. Pokud se podaří překonat technické a finanční překážky, může se stát pilířem energetiky 21. století. Budoucnost elektřiny může být skutečně zářivá – doslova ze slunce, které nikdy nezapadá.

Zdroje: King´s College London, Oil Price, U.S. Department of Enegry