Naukowiec z Uniwersytetu Ben-Guriona prof. Jeffrey Gordon został zaproszony przez NASA do przedstawienia planu zasilania kolonii księżycowej wyłącznie energią słoneczną bez magazynowania energii. NASA i kilka innych krajowych agencji kosmicznych niedawno wznowiło swoje programy kolonizacji Księżyca. Jednym z kluczowych czynników, który należy rozwiązać, jest to, jak zasilić taką przyszłą kolonię. Czy można produkować nieprzerwanie energię elektryczną ze Słońca bez jej magazynowania?
Na Ziemi zapewnienie 100% zapotrzebowania na energię elektryczną przez 100% czasu wyłącznie ze źródeł odnawialnych, ale bez magazynowania energii, jest niewykonalne. Ten przyziemny sposób myślenia został niedawno zakwestionowany przez zmianę paradygmatu opracowaną przez prof. Jeffreya Gordona z Uniwersytetu Ben-Guriona w Izraelu. Profesor został zaproszony do jej zaprezentowania NASA pod koniec sierpnia. Jego pomysł został opublikowany na początku tego roku w czołowym czasopiśmie „Renewable Energy”.
Na Księżycu energia słoneczna jest jedynym dostępnym zasobem odnawialnym. Nadrzędnym wyzwaniem jest całkowite zaopatrzenie głównego konsumenta energii, czyli fabryk, które muszą nieprzerwanie (24/7, 365 dni w roku) wytwarzać z gleby księżycowej tysiące ton tlenu rocznie do paliwa rakietowego orbitujących satelitów i dla funkcjonowania człowieka. Duża część wyzwania wynika z tego, że każde miejsce na Księżycu spędza średnio połowę okresu rotacji Księżyca, czyli 29,5 dnia w ciemności.
W swoim artykule Gordon dokumentuje realną strategię, w której nieprzerwana energia elektryczna byłaby wytwarzana przez panele fotowoltaiczne (PV) zainstalowane wokół pierścienia równoleżnikowego 360° w pobliżu bieguna księżycowego, z liniami przesyłowymi zainstalowanymi tlenu, dla których istniałaby wówczas znaczna elastyczność lokalizacji zdalnej.
Rozwiązanie to ma masę właściwą znacznie mniejszą niż wszystkie dotychczasowe alternatywne rozwiązania energetyczne, a mianowicie rekordowo niski współczynnik [kg/kW], kluczową wartość dla niedrogich i wykonalnych instalacji księżycowych, przy kosztach uruchomienia i instalacji obecnie przekraczających 1 mln USD/kg. Nowa strategia jest 100 razy lepsza niż wytwarzanie energii ze Słońca z magazynowaniem w baterii. Jest również co najmniej sześciokrotnie lepsza od rozważanego obecnie przez NASA rozwiązania polegającego na budowie reaktorów jądrowych napędzających konwencjonalne turbiny i generatory.
– Zaproszono mnie do zaprezentowania moich odkryć w zakresie wykorzystania energii słonecznej w kosmosie w sierpniu w siedzibie NASA w Glenn Research Center w Cleveland w stanie Ohio. Naukowcy z NASA wyrazili gotowość do ponownego przemyślenia planu zasilania kolonii księżycowych energią słoneczną zamiast energią jądrową – mówi Gordon.
Koncepcja wykorzystuje unikalną kombinację (a) braku księżycowej atmosfery, (b) prawie zerowego nachylenia osi biegunowej Księżyca w stosunku do płaszczyzny ekliptyki, (c) warunków księżycowych podatnych na niedrogą transmisję linią o niskiej masie i (d) faktu, że średnica Księżyca jest znacznie mniejsza niż średnica Ziemi. Prof. Gordon jest członkiem Wydziału Energii Słonecznej i Fizyki Środowiska, Jacob Blaustein Institutes for Desert Research na Uniwersytecie Ben-Guriona.
Zdjęcia: NASA
Źródło: EurekAlert, AAAS Zaprenumeruj Magazyn Fotowoltaika
