Mae bodau dynol ar fin dechrau cynaeafu ynni solar o'r gofod

Mae ymchwilwyr yn Sefydliad Technoleg California wedi creu hanes ynni adnewyddadwy trwy anfon paneli solar i'r gofod i gasglu ynni solar o orbit, adroddodd Newsweek ar ei wefan ar 5 Ionawr.

Ar Ionawr 3, lansiodd ymchwilwyr Caltech yr Arddangoswr Pŵer Solar Gofod (SSPD) yn llwyddiannus. Llong ofod prototeip yw hon sy'n casglu ynni solar yn annibynnol ar yr atmosffer a'r cylchred dyddiol. Bydd y llong ofod yn defnyddio trosglwyddiad diwifr i anfon ynni solar yn ôl i'r Ddaear.

Mae paneli solar ar y Ddaear yn defnyddio'r effaith ffotofoltäig i drosi golau'r haul yn drydan yn uniongyrchol. Yn hyn, mae ffotonau yn taro cell ffotofoltäig silicon, gan achosi i electronau gael eu bwrw allan o'r atomau, gan gynhyrchu cerrynt trydan. Gellir hefyd cynaeafu ynni o olau'r haul gan ddefnyddio technoleg solar thermol crynodedig (CSP), sy'n defnyddio drychau neu lensys i gasglu golau'r haul a chaniatáu iddo gael ei drawsnewid yn wres, gan gynhyrchu stêm tymheredd uchel yn y pen draw sy'n cael ei drawsnewid yn drydan trwy eneraduron tyrbinau.

Yn 2021, bydd pŵer solar yn cyfrif am 4 y cant o gynhyrchiad trydan y byd.

Fodd bynnag, un o anfanteision mawr ynni'r haul ar y Ddaear yw mai dim ond yn ystod y dydd y gall gasglu ynni ac mae effeithlonrwydd cynhyrchu trydan yn cael ei effeithio gan y tymhorau a'r gorchudd cwmwl. Gellir osgoi'r problemau hyn yn y gofod.

Mae'r SSPD yn cynnwys tair cydran, a bydd pob un ohonynt yn destun arbrawf ar wahân. Yr arbrawf cyntaf yw'r Arbrawf Cyfansawdd Ultralight Mewn Orbit Defnyddiadwy (DOLCE), a fydd yn profi lleoliad llong ofod fodiwlaidd, strwythur sgwâr 6 troedfedd (1.83m) a fydd yn profi'r mecanweithiau sydd eu hangen i ryddhau clwstwr o ddosbarth un cilometr yn y pen draw. llong ofod. Yr ail arbrawf yw ALBA, a fydd yn profi pa rai o 32 o wahanol fathau o gelloedd ffotofoltäig sydd fwyaf effeithlon yn y gofod. Yr arbrawf terfynol yw'r Arae Microdon ar gyfer Trosglwyddo Pŵer mewn Arbrawf Orbit Isel (MAPLE), a fydd yn profi'r defnydd o ficrodonnau i drosglwyddo egni.

Fodd bynnag, mae nifer o gerrig milltir pwysig i'w croesi i roi'r dechnoleg newydd hon ar waith.

Dywedodd Kevin Trenberth, gwyddonydd hinsawdd ac ysgolhaig o fri yn y Ganolfan Genedlaethol ar gyfer Ymchwil Atmosfferig, wrth gohebwyr, "Yr her fwyaf, yn fy marn i, yw trosglwyddo ynni solar yn ôl i'r Ddaear heb golledion enfawr neu broblemau eraill yn ystod y cyfnod hwnnw (fel y colofn golau solar sy'n disgyn y tu allan i'r ardal a fwriadwyd)."

Ni ddylai hyn fod yn broblem yn y gofod, lle nad oes aer," meddai. Ond gall gwasgaru ddigwydd pryd bynnag y mae atomau atmosfferig (atomau wedi'u gwefru yn yr ionosffer) a moleciwlau yn effeithio arno."

Dywed Trenberth fod y problemau mwyaf difrifol yn debygol o gael eu hachosi gan anwedd dŵr, sy'n amsugno golau'r haul ac yn cynhyrchu rhywfaint o wres lleol. Mae hyn yn gwanhau trosglwyddo ynni a'i effeithlonrwydd.

Mae gan rai ardaloedd o'r Ddaear, megis yr is-drofannau, lai o anwedd dŵr a gallent ddarparu rhyw fath o ffenestr," meddai, ond nid wyf yn gwybod sut i dargedu a gwneud defnydd effeithlon o'r ffenestri hyn ar Ddaear sy'n cylchdroi. gellir osgoi'r broblem hon i ryw raddau trwy drosi ynni'r haul yn ynni microdon, y gellir ei drosglwyddo drwy'r atmosffer yn gymharol hawdd oni bai ei fod yn cael ei effeithio gan ddiferion glaw neu ronynnau.Ar y Ddaear, defnyddir tyrau microdon i allyrru ynni dros ystod o tua 10 milltir (tua 16 cilometr), yn hytrach na channoedd o filltiroedd.”

Dywedodd, "Problem fawr yw bod ynni'r haul yn ymledu i bob cyfeiriad yn hytrach na chasglu at ei gilydd. Gellid cyflawni gwell cydgasglu gan ddefnyddio antenâu enfawr, ond byddai hyd yn oed hynny'n gofyn am dderbynyddion enfawr."

Hyd yn oed os canfyddir bod y dechnoleg hon yn gweithio, nid yw rhai yn meddwl y caiff ei mabwysiadu.

Dywedodd Thomas White, gwyddonydd celloedd solar ac athro cyswllt ym Mhrifysgol Sydney yn Awstralia, wrth gohebwyr, “Rwy’n ei chael hi’n anodd dychmygu sut y gallai’r dull hwn gystadlu â phŵer ffotofoltäig ar y blaned, hyd yn oed pan fo cost storio yn cael ei gynnwys darparu cyflenwad 24-awr."

Meddai, “Er bod rhai senarios optimistaidd iawn ar gyfer datblygu technoleg yn y dyfodol, (mae dadansoddiad cost a budd diweddar a gomisiynwyd gan Asiantaeth Ofod Ewrop) yn awgrymu y bydd ei gost trydan wedi’i lefelu posibl (LCOE) rhwng 3.8 a 10.6 ewro cents y flwyddyn. kWh erbyn 2045. Mae'r LCOE presennol ar gyfer PV ar y blaned eisoes tua 3 ewro cents y kWh ac mae'n gostwng flwyddyn ar ôl blwyddyn, felly bydd yn llawer is na'r pris hwn erbyn 2045. Mae cost storio ynni hefyd yn gostwng yn gyflym."

Os yw celloedd solar yn y gofod yn llwyddiannus, meddai White, bydd yn rhaid iddynt gystadlu â thechnolegau presennol, sydd eisoes yn cael eu deall yn dda ac wedi'u profi yn y maes fel un o'r ffyrdd rhataf o gynhyrchu trydan ac sydd ar lwybr rhagweladwy iawn i gostau is.