ที่ผ่านมาเราอาจคุ้นเคยกับโรงไฟฟ้าพลังแสงอาทิตย์บนพื้นโลก แต่จะเป็นอย่างไรเมื่อในอนาคต โรงไฟฟ้าพลังแสงอาทิตย์จะผลิตพลังงานบนอวกาศ
การพัฒนาพลังงานแสงอาทิตย์ให้กลายเป็นโครงสร้างพื้นฐาน ถือเป็นตัวเลือกน่าสนใจที่มีความพยายามผลักดันจากหลายประเทศ ด้วยจุดเด่นในการเป็นพลังงานสะอาดที่มีความยั่งยืนและมั่นคงสูง แต่ก็มีข้อจำกัดในด้านสามารถผลิตพลังงานได้เฉพาะในช่วงเวลาแสงอาทิตย์ส่องถึง แต่จะเป็นอย่างไรถ้าเราสามารถส่งแผงโซล่าเซลล์ไปบนอวกาศให้ผลิตพลังงานได้ตลอดเวลา
เปิดตัวโรงไฟฟ้าพลังแสงอาทิตย์บนอวกาศจากไอซ์แลนด์
ผลงานนี้เป็นของบริษัทสตาร์ทอัพ Space Solar ร่วมกับบริษัทพลังงาน Reykjavik Energy กับโครงการพัฒนาโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์นอกชั้นบรรยากาศโลก โดยการติดตั้งแผงโซล่าเซลล์ไว้กับดาวเทียม แล้วจึงส่งพลังงานที่ผลิตได้กลับมาใช้หล่อเลี้ยงโครงสร้างพื้นฐานทางพลังงานของประเทศ
แนวคิดนี้เกิดขึ้นจากความต้องการสร้างเสถียรภาพทางพลังงานให้แก่ประเทศ พลังงานแสงอาทิตย์บนพื้นโลกแม้จะเป็นพลังงานสะอาดที่ยั่งยืน แต่ถูกรบกวนได้ง่ายจากการหมุนของโลกและสภาพอากาศ หากสามารถส่งแผงโซล่าเซลล์ขึ้นไปบนอวกาศจะสามารถผลิตไฟฟ้าได้ตลอด 24 ชั่วโมง
นั่นทำให้ทางบริษัทตั้งเป้าในการพัฒนาดาวเทียมติดตั้งแผงโซล่าเซลล์มุ่งสู่อวกาศ คาดว่าจะออกมาเป็นดาวเทียมที่มีความกว้าง 400 เมตร หนัก 70.5 ตัน พร้อมส่งขึ้นสู่อวกาศผ่านยาน Starship ของ SpaceX และจะโคจรรอบโลกในระดับวงโคจรปานกลางด้วยระดับความสูง 2,000 – 36,000 กิโลเมตร
ขั้นตอนการผลิตพลังงานเริ่มจาก กระจกบนดาวเทียมรวมแสงอาทิตย์ส่องลงมาบนโซล่าเซลล์เพื่อผลิตพลังงาน กระแสไฟฟ้าที่ได้จะถูกแปลงเป็นคลื่นวิทยุความถี่ที่สามารถส่งผ่านแบบไร้สายได้รอบทิศทาง จากนั้นสถานีรับภาคพื้นดินจะทำการรับและแปลงคลื่นวิทยุเหล่านั้นกลับมาเป็นกระแสไฟฟ้าต่อไป
คาดว่าโรงไฟฟ้าพลังแสงอาทิตย์บนอวกาศแห่งแรกจะมีกำลังการผลิตเริ่มต้นที่ 30 เมกะวัตต์ เพียงพอสำหรับใช้งานในบ้านราว 1,500 – 3,000 หลัง และเริ่มต้นใช้งานได้ในปี 2030
อนาคตของโรงไฟฟ้าพลังแสงอาทิตย์บนอวกาศ
แน่นอนไอซ์แลนด์ไม่ใช่ประเทศแรกที่สนใจโรงไฟฟ้าบนอวกาศ อันที่จริงแนวคิดนี้ได้รับการพูดถึงครั้งแรกนับแต่ปี 1968 เป็นต้นมา แต่เพิ่งได้รับการพูดถึงและสามารถทำได้จริงจากความก้าวหน้าของเทคโนโลยีพลังงานสะอาด หุ่นยนต์ และอวกาศในปัจจุบัน
จุดเด่นของโครงการโรงไฟฟ้าพลังแสงอาทิตย์บนอวกาศของ Space Solar คือ ดาวเทียมแต่ละดวงสามารถกระจายตัวในระดับความสูงและวงโคจรแตกต่างกัน เพื่อค้นหามุมที่สามารถผลิตพลังงานได้สูงสุดแล้วจ่ายพลังงานให้แก่หลายพื้นที่พร้อมกัน นี่จึงเป็นเครือข่ายพลังงานขนาดใหญ่ที่พร้อมหล่อเลี้ยงหลายประเทศ
ในส่วนของประเทศอื่นก็ให้ความสนใจในการส่งดาวเทียมโรงไฟฟ้าสู่อวกาศเช่นกัน หนึ่งในนั้นคือโครงการ OHISAMA ของญี่ปุ่น ที่มีแผนส่งดาวเทียมโรงไฟฟ้าพลังแสงอาทิตย์ขึ้นสู่อวกาศ ต่างกันตรงพลังงานที่ถูกส่งกลับมาในรูปแบบของคลื่นไมโครเวฟแทน โดยโครงการทดลองคาดว่าจะพร้อมเปิดตัวในปี 2025
อีกหนึ่งโครงการที่ต้องพูดถึงคือ Space Solar Power Demonstrator (SSPD-1) ของสถานบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนีย ที่มีการส่ดาวเทียมติดตั้งแผงโซล่าเซลล์ขึ้นสู่อวกาศ และประสบความสำเร็จในการส่งผ่านพลังงานไร้สายกลับมาสู่พื้นโลกในรูปแบบของคลื่นไมโครเวฟตั้งแต่ปี 2023
นอกจากนี้ยังมีจีนที่ประกาศเริ่มดำเนินการพัฒนาระบบโรงไฟฟ้าพลังแสงอาทิตย์บนอวกาศเช่นกัน โดยในช่วงแรกจะเป็นตัวต้นแบบกำลังผลิต 1 เมกะวัตต์ และจะพร้อมดำเนินการภายในปี 2028 รวมถึงสหราชอาณาจักรที่มีการพิจารณางบประมาณ 16,000 ล้านปอนด์(ราว 700,000 ล้านบาท) ในการสร้างระบบและตั้งเป้าให้ใช้งานในปี 2040
นั่นทำให้ในอนาคตการผลิตพลังงานจากอวกาศอาจไม่เป็นเพียงความฝันแต่อาจได้รับการใช้งานจริง
อย่างไรก็ตามโรงไฟฟ้าพลังแสงอาทิตย์ยังมีข้อจำกัดในหลายด้าน ทั้งการเกิดความเสียหายจากอุกกาบาตหรือดาวเคราะห์น้อย ต้นทุนราคาพลังงาน ไปจนแนวทางส่งพลังงานที่ขาดประสิทธิภาพ อีกทั้งในปัจจุบันองค์กรอวกาศอย่าง NASA ก็ยังประเมินว่านี่เป็นการผลิตพลังงานที่ยากจะคุ้มต้นทุน
คงต้องรอดูกันต่อไปว่า ในอนาคตจะผลักดันโรงไฟฟ้าบนอวกาศให้สามารถใช้งานจริงได้แค่ไหน
แหล่งข้อมูล