จีนเริ่มโครงการแผงเซลล์แสงอาทิตย์ติดตั้งในอวกาศ เพื่อผลิตไฟฟ้าไว้ใช้บนโลก

(เก็บความจากเอเชียไทมส์ www.asiatimes.com)

Orbiting solar panels may beam down power
By Asia Times staff
01/03/2019

พวกนักวิทยาศาสตร์ชาวจีนกำลังสร้างสถานีทดลองในเมืองฉงชิ่ง ทางภาคตะวันตกเฉียงใต้ของจีน ด้วยความมุ่งหวังที่จะควบคุมนำเอาพลังงานแสงอาทิตย์จากอวกาศมาแปลงเป็นกระแสไฟฟ้าใช้กันบนโลกได้ภายในระยะเวลา 20 ปี

พวกนักวิจัยชาวจีนกำลังออกแบบอุปกรณ์ตัวรับแสงอาทิตย์ (solar receptors) ที่น่าจะมีศักยภาพทำให้สามารถใช้ยานอวกาศหรือดาวเทียมที่กำลังโคจรรอบโลก มาควบคุมใช้รังสีของดวงอาทิตย์เพื่อการผลิตกระแสไฟฟ้านำมาใช้บนพื้นพิภพได้เป็นครั้งแรก พวกเขาวาดหวังว่าจะสามารถตั้ง “โรงไฟฟ้า” เช่นนี้ได้ภายในระยะเวลา 20 ปี ทว่าอันดับแรกเลยจำเป็นที่จะต้องหาทางเอาชนะปัญหาท้าทายทางเทคนิคซึ่งลำบากยากยิ่งหลายๆ ประการให้ได้เสียก่อน

ตามรายงานของไชน่าเดลี่ (China Daily) หนังสือพิมพ์ภาษาอังกฤษของทางการจีน (ดูรายละเอียดได้ที่ http://www.chinadaily.com.cn/a/201902/27/WS5c75c8b3a3106c65c34eb8e3.html) ที่เมืองฉงชิ่ง มหานครฐานะเทียบเท่ามณฑลซึ่งตั้งอยู่ทางภาคตะวันตกเฉียงใต้ของแดนมังกร กำลังมีการจัดทำร่างออกแบบเบื้องต้นของสถานีภาคพื้นดิน ซึ่งจะใช้เป็นศูนย์ในการทดสอบความเป็นไปได้ของเทคโนโลยีนี้กันอยู่ ศูนย์แห่งนี้จะจัดสร้างขึ้นบนเนื้อที่ 13.3 เฮกตาร์ (81.125 ไร่) โดยคาดว่าใช้เวลา 2 ปีจึงจะเสร็จสมบูรณ์ และจะต้องใช้เงินลงทุนขั้นต้น 100 ล้านหยวน (ราว 470 ล้านบาท) ซึ่งรัฐบาลท้องถิ่นรายหนึ่งในฉงชิ่งจะเป็นผู้ออก

สื่อจีนรายงานว่า ศูนย์แห่งนี้จะศึกษาพิจารณาเทคโนโลยีต่างๆ ในการถ่ายทอดส่งต่อแสงอาทิตย์ในอวกาศ และผลที่อาจบังเกิดขึ้นต่อมนุษย์จากลำคลื่นไมโครเวฟที่ส่งกลับมายังโลก โดยทันทีที่สถานีภาคพื้นดินสร้างเสร็จ ทีมนักวิทยาศาสตร์และวิศวกรจะใช้ชุดลูกบอลลูนที่ผูกล่ามกันเอาไว้และติดตั้งด้วยแผงเซลล์แสงอาทิตย์ ขึ้นไปเก็บรวบรวมพลังงานแสงอาทิตย์ซึ่งจะถูกแปลงให้เป็นคลื่นไมโครเวฟ แล้วทางภาคพื้นดินจะนำคลื่นไมโครเวฟเหล่านี้มาแปลงให้เป็นกระแสไฟฟ้า และจ่ายออกไปตามโครงข่ายสายไฟฟ้า

เวลานี้ยังไม่ได้มีการพิจารณาตัดสินใจว่า ในการดำเนินการจริงๆ แพลตฟอร์มติดตั้งแผงเซลล์แสงอาทิตย์ที่จะโคจรรอบโลกนั้นจะมีขนาดเท่าใด เนื่องจากการวิจัยยังอยู่ในขั้นต้นๆ เท่านั้น

พวกนักวิทยาศาสตร์ที่รับผิดชอบโครงการนี้กล่าวว่า จุดมุ่งหมายที่ตั้งไว้คือทำให้จีนมีอุปกรณ์ตัวรับรังสีแสงอาทิตย์ซึ่งอยู่ในวงโคจรเหนือพื้นโลกราว 36,000 กิโลเมตร สำหรับใช้ผลิตกระแสไฟฟ้าได้ในช่วงทศวรรษ 2040

การจัดเก็บรวบรวมรังสีแสงอาทิตย์ในอวกาศนอกโลก ถือเป็นหนึ่งในเป้าหมายแห่งความมุ่งหวังอันสูงส่งในเรื่องการผลิตและจ่ายกระแสไฟฟ้าสำหรับโลกอนาคต โดยที่คณะนักวิทยาศาสตร์ ณ สถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนีย (California Institute of Technology) ได้พิสูจน์ให้เห็นตอนต้นปีที่แล้วว่าเทคโนโลยีนี้เป็นสิ่งที่สามารถนำมาดำเนินการ เมื่อพวกเขาประสบความสำเร็จในการสร้างชุดต้นแบบชุดหนึ่งขึ้นมาซึ่งเก็บจับรวบรวมและถ่ายทอดส่งต่อพลังงานแสงอาทิตย์ได้

การที่จะทำให้กลายเป็นโปรแกรมซึ่งเป็นไปได้อย่างจริงจังนั้น จีนจำเป็นจะต้องออกแบบจัดทำส่วนประกอบสำคัญ 3 ส่วนให้สำเร็จ ได้แก่ การเก็บรวบรวมพลังงานแสงอาทิตย์ในอวกาศโดยใช้อุปกรณ์ตัวสะท้อนแสง (reflectors) หรือกระจกแบบพองลมได้ (inflatable mirrors) เพื่อให้รังสีตกลงมาที่แผงเซลล์แสงอาทิตย์ , การถ่ายทอดส่งต่อพลังงานที่เก็บรวบรวมได้มายังโลก โดยผ่านการแปลงให้เป็นคลื่นไมโครเวฟหรือแสงเลเซอร์, และการจับไมโครเวฟหรือเลเซอร์เหล่านี้ที่ส่งมาบนโลก โดยใช้เสาอากาศ rectenna (เสาอากาศแบบที่แปลงพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าให้เป็นไฟฟ้ากระแสตรง) หรือเสาอากาศรับคลื่นไมโครเวฟ (microwave antenna)

เห็นกันว่าการเก็บรวบรวมพลังงานแสงอาทิตย์ในอวกาศจะได้เปรียบกว่าการใช้อุปกรณ์ตัวรับแสงอาทิตย์ที่ตั้งอยู่บนภาคพื้นดินอย่างมากมายมหาศาล เป็นต้นว่า อัตราการเก็บรวบรวมที่จะสูงกว่า, การมีระยะเวลาในการจัดเก็บที่ยาวนานกว่าเนื่องจากไม่มีชั้นบรรยากาศมาคอยเป็นอุปสรรค ตลอดจนไม่มีช่วงเวลากลางคืนสืบเนื่องจากการโคจรของโลก คำนวณกันว่าในปัจจุบันพลังงานแสงอาทิตย์อาจจะสูงถึง 60% ทีเดียวที่จะสูญเสียไประหว่างที่มันเดินทางผ่านชั้นบรรยากาศมาจนถึงพื้นโลก สืบเนื่องจากผลของการสะท้อนแสงและการดูดซับแสง

สำหรับในด้านที่เป็นอุปสรรคนั้น ได้แก่ต้นทุนค่าใช้จ่ายของการประกอบระบบดังกล่าวและการส่งระบบนี้ขึ้นสู่อวกาศ ซึ่งน่าจะอยู่ในระดับมโหฬาร ขณะเดียวกันนักวิทยาศาสตร์ยังจะต้องคิดค้นหาวิธีในการถ่ายทอดส่งต่อรังสีแสงอาทิตย์มายังโลกโดยไม่มีการสูญเสียพลังงานไปมากมายในระหว่างกระบวนการทั้งหลาย