Hàn Quốc lên kế hoạch cho dự án năng lượng mặt trời không gian 120 GW
Hai viện nghiên cứu của Hàn Quốc đang thiết kế dự án Vệ tinh Năng lượng Mặt trời Không gian Hàn Quốc có kích thước 2,2 km × 2,7 km với mục tiêu cung cấp khoảng 1 TWh điện cho Trái đất mỗi năm. Hệ thống được đề xuất sẽ sử dụng 4.000 mảng pin mặt trời phụ có kích thước 10 m × 270 m, được làm từ màng mỏng cuộn ra, với hiệu suất năng lượng của hệ thống là 13,5%.
Sơ đồ hệ thống
Hình ảnh: Viện nghiên cứu hàng không vũ trụ Hàn Quốc, Năng lượng mặt trời vũ trụ và truyền dẫn không dây, Giấy phép Creative Commons CC BY 4.
Các nhà khoa học từ Viện Nghiên cứu Hàng không Vũ trụ Hàn Quốc (KARI) và Viện Nghiên cứu Công nghệ Điện tử Hàn Quốc đã trình bày trong một bài báo mới về những tiến bộ của dự án Vệ tinh Năng lượng Mặt trời Không gian Hàn Quốc (K-SSPS). Cụ thể, họ đã trình bày một thiết kế khái niệm của vệ tinh, phương pháp xử lý khi nó hết vòng đời cũng như một hệ thống và thử nghiệm thí điểm đầu tiên.
Tác giả tương ứng, Joon-Min Choi, nói với pv: “Mục tiêu của Nhật Bản là phát triển các vệ tinh năng lượng mặt trời không gian (SSPS) cấp gigawatt vào năm 2050 và Trung Quốc nhắm tới SSPS cấp megawatt vào năm 2035 và các vệ tinh cấp gigawatt vào năm 2050”. tạp chí. “Mặc dù Hàn Quốc tham gia lĩnh vực SBSP tương đối muộn nhưng đã đạt được những tiến bộ đáng chú ý. Những tiến bộ này thể hiện cam kết của Hàn Quốc trong việc đạt được Năng lượng mặt trời trên không gian (SBSP) và đóng góp vào những nỗ lực chung đang diễn ra trong lĩnh vực này.”
Đối với thiết kế đề xuất của vệ tinh truyền năng lượng, nhóm nhấn mạnh rằng nó “không xuất phát từ những phân tích nghiêm ngặt mà đóng vai trò là yêu cầu hệ thống cho khả năng tồn tại về mặt thương mại”. Theo thiết kế này, hệ thống sẽ có khối lượng 10.000 tấn và truyền sóng vi ba ở tần số 5,8 GHz tới Trái đất thông qua ăng-ten rộng 1,0 km2. Vi sóng có thể được chuyển đổi trên mặt đất thành điện năng sử dụng được thông qua các ăng-ten thu sóng đặc biệt được sử dụng để chuyển đổi năng lượng điện từ thành dòng điện một chiều (DC).
Hệ thống này được lên kế hoạch có hai cánh mảng năng lượng mặt trời có kích thước 2,2 km × 2,7 km mỗi cánh. Nó sẽ sử dụng 4.000 mảng pin mặt trời phụ có kích thước 10 m × 270 m, được làm từ màng mỏng cuộn ra, với hiệu suất năng lượng của hệ thống là 13,5%. Trên mặt đất, các nhà nghiên cứu đề xuất đặt 60 trực thăng có đường kính 4 km dọc theo Khu phi quân sự Triều Tiên (DMZ). Trong trường hợp đó, 60 vệ tinh sẽ phải tương ứng với 60 trực tuyến.
Họ cho biết: “Nếu mỗi ăng-ten có thể tạo ra 2 GW thì tổng công suất thu được sẽ là 120 GW, cung cấp khoảng 1 TWh điện mỗi năm”. “Số lượng này vượt quá mức tiêu thụ điện của Hàn Quốc vào năm 2021 (0,5334 TWh) và vượt mức tiêu thụ điện của cả Hàn Quốc và Triều Tiên trong một khoảng thời gian nhất định.”
Dựa trên tài liệu trước đây, với tuổi thọ 30 năm, cấu trúc như vậy có thể cung cấp điện với mức giá 0,03 USD/kWh. Theo đề xuất, bus vệ tinh trước tiên sẽ đi vào Quỹ đạo Trái đất thấp (LEO), nơi cấu trúc chính và các mảng năng lượng mặt trời sẽ được lắp đặt. Sau khi tiến hành một số thử nghiệm, năng lượng thu được sẽ cung cấp năng lượng cho hành trình K-SSPS từ LEO đến quỹ đạo địa tĩnh (GEO).
Phương pháp xử lý được đề xuất là cố tình va chạm cấu trúc khi nó hết thời gian sử dụng vào bề mặt Mặt Trăng, tốt nhất là ở phía sau của Mặt Trăng. Điều này sẽ đảm bảo loại bỏ hoàn toàn các mảnh vụn của nó khỏi không gian đồng thời có khả năng tái chế các vật liệu có giá trị cho cư dân mặt trăng trong tương lai.
Nhóm cho biết: “Khi chúng tôi đang đứng trước bờ vực thương mại hóa, việc xem xét kỹ lưỡng và làm sáng tỏ những điểm yếu cố hữu của SBSP và đưa ra các giải pháp hoặc chiến lược giảm thiểu hiệu quả là điều bắt buộc”. “Điều quan trọng nhất là sự cần thiết phải đưa ra một phương pháp xử lý toàn diện cho các công trình có quy mô lớn liên quan đến SBSP. Bằng chứng này rất quan trọng để biện minh cho sự phát triển của SBSP.”
Theo các nhà nghiên cứu, một hệ thống thí điểm nhằm xác nhận khả năng truyền tải điện và xác minh chức năng của các thiết bị có thể triển khai/mở rộng có thể được triển khai ở Hàn Quốc vào những năm 2020. Phi công được đề xuất bao gồm hai vệ tinh nhỏ 60 × 60 × 80 cm, mỗi vệ tinh có khối lượng 120 kg. Một trong số đó sẽ hoạt động như một máy phát điện, trong khi vệ tinh còn lại đóng vai trò là máy thu.
Họ cho biết: “Tổng diện tích tấm pin mặt trời của vệ tinh truyền tải điện không đủ để truyền liên tục năng lượng do Mặt trời tạo ra, mặc dù các tấm pin mặt trời cung cấp công suất tối thiểu 0,39 kW”. “Để khắc phục hạn chế này, vệ tinh truyền tải điện được trang bị thêm 2 cục pin, mỗi cục nặng 4 kg, cho phép lưu trữ càng nhiều năng lượng mặt trời càng tốt trước khi truyền điện tới vệ tinh tiếp nhận điện.”
Họ cũng giải thích công suất đầu vào của máy phát sẽ là 8,6 kW, trong khi công suất đầu ra của máy phát sẽ là 3,44 kW. Họ đã tính toán công suất đầu ra trung bình cho các khu vực khác nhau.
khác nhau, từ 100 m đến 1.000 m. Theo tính toán của họ, đối với 100 mét, tải đầu ra là 162 watt, trong khi đối với 1.000 mét, nó có thể thấp tới 0,12 watt.
Năm 2019, KARI đặt mục tiêu phát triển Vệ tinh thử nghiệm năng lượng mặt trời LEO vào năm 2040 và GEO SSPS vào năm 2050. Những mục tiêu đó cũng được “Chiến lược công nghệ KARI” thông qua vào năm 2022. Những phát triển hiện tại đã được trình bày trong “Nghiên cứu điển hình về năng lượng mặt trời trong không gian ở Hàn Quốc” được xuất bản trên Space Solar Power and Wireless Transmission.
Mời các đối tác xem hoạt động của Công ty TNHH Pacific Group.
FanPage: https://www.facebook.com/Pacific-Group
YouTube: https://www.youtube.com/@PacificGroupCoLt
