Ток от Слънцето - не е фантазия!

Инж. Киро М. Иванов

Според последни прогнози на Световната агенция за енергия консумацията на електричество през 2050 г. ще нарасне с около 40%. От своя страна експерти по изменение на климата предсказват невъзможност за ограничаване на глобалното затопляне, ако човечеството продължи да използва конвенционалните горива като основен енергиен източник, без улавяне и съхранение на въглерода.
За никого не е тайна, че ресурсите от нефт, газ и въглища са ограничени и в обозримо бъдеще ще свършат. Днес те удовлетворяват 80% от енергийните ни потребности, остатъкът получаваме от атомните и водните електроцентрали. Учените твърдят, че алтернативните източници могат да доставят значително повече от консумираната енергия. Само че възобновяемата енергия е все още с много малък относителен дял в общия сбор от енергии. Ще попитате защо?
Защото технологиите не са икономически изгодни: изобилната слънчева енергия не е на конкурентоспособна цена; инфраструктурата за пренос на голям обем възобновяемо електричество от места с "висока производителност" - области с голямо слънчево греене или области с мощен вятър, до места с голяма консумация изисква големи инвестиции.

Вероятно така ще изглежда на околоземна орбита космическата електростанция с мощност 150 МВт и тегло 35 тона 

Няма спор, че възобновяемите технологии, основани на вода, вятър, биомаса, геотермична, слънчева термална, слънчева фотоволтаична енергия и топлина на околната среда, са достигнали огромен технически и икономически прогрес. Какво предвижда високата цел на Европейския съюз за достигане на стратегията "20-20-20"?
Това ще рече делът на възобновяемата енергия да достигне 20% от общата енергия, 20% намаляване на консумацията на енергията чрез мерки за ефективност и 20% намаляване на парниковите газове.

Гигантски антени от проекта на японците

Според Европейската комисия почти 1 трилион евро са необходими за инвестиране в енергийната инфраструктура до 2020 г., за да се осигури доставката на достатъчно нефт, газ и електричество в Европа! Няма защо да се заблуждаваме - нисковъглеродната икономика ще изисква значителни инвестиции и време! Ключът към управлението на неравномерните възобновяеми енергийни ресурси е в технологиите със складиране на енергия: помпено-акумулираща водноелектрическа централа, съхранение на енергия под формата на компресиран въздух, батерии за транспорт и др.
Днес цялото енергопотребление на човечеството представлява 1/10 000 част от количеството енергия, която Слънцето доставя на Земята! Ако допуснем, че 20-30% от това потребление получаваме от Слънцето, то проблем пред енергетиката нямаше да съществува.
Качествена промяна на ситуацията, в която човечеството се намира, можем да очакваме единствено от използването на космическата техника. Защото в Космоса Слънцето свети през цялото денонощие, там няма и помен от облаци. Условията на безтегловност позволяват разполагането на инженерни съоръжения с невиждани размери. Това се знае отдавна. Още в началото на 60-те години на ХХ век руският инженер Варваров и американският инженер Глейзер първи публикуваха независимо един от друг свои проекти за създаване на орбитални слънчеви електростанции, които да предават енергия на Земята.
До 90-те години на миналия век такава идея се смяташе за фантазия. През 1992 г., когато Америка отбеляза 500-годишнината от експедицията на Колумб, по време на Международния конгрес по космонавтика се състоя съветско-американска среща, на която съвсем сериозно, на професионално равнище, бяха обсъдени проблемите за осъществяване на такъв проект. Тогава учените стигнаха до извода, че равнището на техниката позволява създаването на подобна система, само че стойността на електроенергията ще бъде астрономически висока.
Двадесет години по-късно положението коренно се измени. По онова време цената на нефта беше 4-5 долара за барел, а днес и 150-те долара за барел вече приемаме едва ли не за нещо нормално. Ако погледнем от друга страна, появиха се нови фотоелементи: леки, компактни, евтини. За кой ли път на заседания на Международната академия по космонавтика учените подробно обсъждат конкретните аспекти на проекта за орбитална слънчева електростанция. За реализирането му вече е създаден и творчески колектив.
- Можем да говорим - твърди акад. А. С. Коротеев, известен специалист в областта на ракетното двигателостроене и космическата енергетика, директор на Изследователския център "М.В.Келдиш", - че сегашните поколения, най-сигурно младите, ще се възползват от плодовете на реализацията на този проект. Днес учените знаят как по най-добър начин да преобразуват слънчевата енергия в Космоса, как да осъществят транслацията й на Земята и как там да я преобразуват в електричество.
Разработват се екологичните аспекти, допустимостта на предаването на енергетическия лъч от гледна точка на международното право. Руските учени работят в сътрудничество с икономисти, дипломати, еколози.
Един от вариантите предвижда разполагането на станцията на геостационарна орбита. Тя ще заема постоянно място на небосвода, ще виси над една и съща точка от земната повърхност. Лошото в случая е, че местата на геостационарната орбита вече са заети от действащи спътници за връзки, както и от обекти със специално предназначение. Ето защо се разработва и вариант с разполагане на спътници на по-малка височина. Тогава действието на системата би изглеждало така: редица апарати ще летят около Земята, получаваната от фотоелементите енергия ще се "събира в резервоар" и периодически ще се изпраща на Земята в моментите на прелитане на спътника над зоните, където са разположени приемниците.
Преобразуването на светлината в електричество, а след това и в свръхвисокочестотна енергия вече не е тежък проблем. Остава ни да се научим да работим със свръхголеми по размери и мощности системи за космическа енергетика. Изчисленията, които учените са направили съвместно със специалисти от Института по икономика, са обнадеждаващи - разходите за реализирането на мащабния проект икономически ще бъдат оправдани за периода 2020-2030 г.
 

След тежката авария в японската атомна електроцентрала във Фукушима японците са ускорили своята работа по добиване на електричество от Слънцето и се очаква да успеят доста преди 2030 г.
В същата насока работят и американски специалисти, които предполагат, че е възможно първи да получат електричество от Космоса през 2016 г.
Все пак най-дълбок поклон трябва да бъде направен пред гениалния Никола Тесла - той е предсказал получаването на електричество от Космоса преди 100 години.