Kitajska gradi revolucionarno vesoljsko sončno elektrarno, ki bo elektriko pošiljala na Zemljo

Kitajska je dosegla pomemben napredek v prizadevanjih za izgradnjo vesoljske sončne elektrarne, ki bo sončno svetlobo v vesolju pretvarjala v električno energijo za pogon satelitov v orbiti ali prenos energije nazaj na Zemljo.

CHINA’S SPACE SOLAR PLAN: BEAMING ENERGY WHILE THE WORLD SLEEPS

China’s building a mile-wide solar power station in space to microwave clean energy back to Earth - nonstop, rain or shine.

By 2050, they want it pumping out 2 gigawatts from orbit - 10x more efficient than… https://t.co/I9Lg7u9n0t pic.twitter.com/zziOYBLCJm

— Mario Nawfal (@MarioNawfal) July 7, 2025

Raziskovalna skupina Univerze Xidian je že junija leta 2022 zaključila prvo celovito preverjanje sistema za vesoljsko sončno elektrarno na svetu, pri čemer je predstavila več ključnih znanj za futuristični projekt, znan kot Zhuri ali lov na sonce.

Vesoljska sončna elektrarna (SSPS), tehnologija, ki je trenutno v središču pozornosti, je vesoljski sistem za proizvodnjo energije, ki zbira sončno energijo, jo pretvarja v električno energijo in nato v mikrovalove. Sončna svetloba je zunaj atmosfere močnejša in sije skoraj ves dan.

Nato se energija v mikrovalovih prenese na sprejemno anteno v vesolju ali na Zemljini površini, ki mikrovalove pretvori nazaj v električno energijo.

Ključne preverjene tehnologije vključujejo visoko učinkovito koncentriranje svetlobe in fotoelektrično pretvorbo, pretvorbo mikrovalov, 55-metrsko oddajanje mikrovalov in optimizacijo valovne oblike, merjenje in nadzor usmerjanja mikrovalovnega žarka, sprejem in usmerjanje mikrovalov ter pametno mehansko konstrukcijo.

Lov na sonce

Na južnem kampusu univerze v Xi'anu stoji 75 metrov visoka jeklena konstrukcija. To je Zhuri-jeva naprava za preverjanje na tleh.

Ekipa pod vodstvom 67-letnega strokovnjaka za antene z univerze Xidian, Duan Baoyana, ima nalogo simulirati proizvodnjo in prenos energije na tleh. Glavni tehnološki izziv je zmanjšati izgubo energije med spremembami energije različnih oblik.

Najprej so raziskovalci prilagodili kote ogromne zbiralne leče glede na višino sonca. V središču leče so sončne celice, povezane s prenosnimi antenami.

Preizkusili so antene, ki oddajajo mikrovalove na daljavo sprejemnim antenam.

Poskusi so bili tako raziskovalni kot tudi težko fizično delo. Da bi prenesel 200 kilogramsko anteno, je Duan moral najeti študente kot začasne nosače.

»Na kraju samem moraš poskušati znova in znova,« je dejal Duan. »Računalniška simulacija ne deluje.«

V projektu je sodelovalo več kot 100 raziskovalcev in študentov. Zahvaljujoč njihovemu trdemu delu je preverjanje 5. junija uspešno prestalo preskuse, približno tri leta prej, kot je bilo pričakovano.

Vroča tehnika

Ameriški znanstvenik in vesoljski inženir Peter Edward Glaser je leta 1968 zasnoval idejo o uporabi satelitov za prenos sončne energije iz vesolja na Zemljo.

John C. Mankins, nekdanji fizik NASA, je leta 2012 predstavil pristop, imenovan SPS-ALPHA (Solar Power Satellite via Arbitrarily Large Phased Array). Leta 2015 je ameriško podjetje Northrop Grumman Corporation sponzoriralo triletno raziskavo v vrednosti 17,5 milijona ameriških dolarjev za razvoj pobude Space Solar Power Initiative (SSPI).

Duan je konec leta 2013 predlagal, da se začne lastna pobuda Kitajske, nato pa je njegova ekipa predstavila kitajski tehnološki pristop OMEGA.

»V primerjavi z ALPHA se je učinkovitost proizvodnje energije OMEGA povečala za približno 24 odstotkov, poleg tega je enostavno nadzorovati in ima boljše odvajanje toplote,« je dejal Duan.

Japonska je tehnologijo vesoljske sončne energije vključila v svoj nacionalni načrt razvoja vesolja. Njeni znanstveniki so leta 2015 testirali 55-metrski daljinski prenos mikrovalov, s čimer so pokazali svojo tehnično prednost pri brezžičnem prenosu energije.

Vendar pa japonski eksperiment ni popoln, saj mu manjka test pretvorbe svetlobe v elektriko, je dejal Duan.

Načrt

Poleg tega so inženirji iz Kitajske akademije za vesoljsko tehnologijo, državnega proizvajalca vesoljskih plovil, v študiji, objavljeni v reviji China Space Science and Technology, razkrili načrt za spodbujanje te revolucionarne tehnologije.

V skladu z načrtom naj bi leta 2028 v nizki zemeljski orbiti izvedli poskus prenosa visoke napetosti in brezžičnega prenosa energije v vesolju.

Satelit bo sposoben proizvajati 10 kilovatov in bo opremljen s četrtino sončne celice, mikrovalovno anteno, nizkoenergetskim laserskim prenosnim tovorom in nekaj metrov dolgo prenosno anteno, da bo mogoče preizkusiti prenos energije na razdalji 400 kilometrov iz orbite.

Do leta 2030 načrtujejo razširitev sončnega niza, da bo lahko proizvajal več kot 100 kilovatov, in testiranje laserskega prenosa srednje moči na razdalji 36.000 kilometrov.

Do leta 2035 naj bi mikrovalovna oddajna antena povečali na približno 100 metrov, moč pa naj bi dosegla 10 megavatov.

Cilj za leto 2050 je zgraditi komercialno obratujočo sončno elektrarno, ki bo proizvajala dva gigavata električne energije z anteno dolžine približno enega kilometra in kompleksnim nizom sončnih celic, ki bo sestavljen v vesolju.

»Prenos iz vesolja na Zemljo je naš končni cilj, ki zahteva večletno delo,« je dejal Duan. »Vendar lahko dosežemo nekatere kratkoročne cilje.«

Duan je dejal, da se sončna energija v vesolju lahko najprej uporabi za polnjenje srednje velikih in majhnih satelitov. »Sedaj jih je treba izstreliti z ogromnimi tovori sončnih panelov, ki pa ne morejo pridobivati energije v senčnih območjih, ko krožijo za Zemljo.«

V bližnji prihodnosti naj bi bili ti sateliti opremljeni z zložljivimi sprejemnimi antenami, medtem ko bodo sončni paneli odstranjeni, je dejal Duan.