أقمار صناعية لتوليد الطاقة الكهربية ونقلها
بموجات الميكروويف
كشفت
وكالة الفضاء الأمريكية ( ناسا / NASA
) عن عزمها على تطوير جيل جديد من الأقمار الصناعية المخصصة لتوليد الطاقة
الكهربية من الطاقة الشمسية وتحويلها لمحطات أرضية وعن طريق دراسة أحد التصاميم
للقمر الصناعى حيث يشبه الكأس الضخمة ( Solar Power
Satellite VIA Arbitrarily Large PH ased Array ) ( SPS –
ALPHA ) حيث يتوقع أن يتم إطلاق القمر الصناعى بحلول عام ( 2025 ) .
ويتكون
القمر الصناعى ( SPS –
ALPHA ) من عدد
كبير من المرايا الصغيرة الرقيقة التى يمكن التحكم باتجاهها حيث تلتقط أكبر قدر
ممكن من الطاقة الشمسية وتعكسها وتركزها على خلايا كهروضوئية فى المنتصف لتوليد
الطاقة التى يتم نقلها للجهة المقابلة للأرض من القمر الصناعى لتحويلها لموجات
الميكروويف التى يتم ارسالها لمحطات أرضية تكون متصلا دوما مع القمر الصناعى
لاستقبال موجات الميكروويف وتحول موجات الميكروويف لتيار كهربى ينقل لشبكة توزيع
الطاقة .
ويجب أن
تكون محطات استقبال موجات الميكروويف الأرضية ذات قطر يتراوح ما بين
( 6 و 8
كم ) وعلى ارتفاع يبلغ ما بين ( 5 و10 م ) وهى تحتوى على عدد كبير من الصمامات
الثنائية ( Diodes ) التى تكون على شكل شبكة ضخمة والصمامات
ذات كفاءة عالية حيث سوف تستقبل نحو ( 90 % ) من الطاقة التى تصلها من القمر
الصناعى .
وتعود
فكرة توليد الطاقة الكهربية من محطات فضائية إلى ما قبل عام ( 2000 ) حيث اقترح
عدد من العلماء إنشاء محطات فضائية أو أقمار صناعية تدور حول الأرض وتلتقط الطاقة
الشمسية ليتم إرسالها لمحطات أرضية على شكل موجات قصيرة وقد بينت الدراسات أنه
يمكن وضع أقمار صناعية فى مدارات مستقرة بحيث تبقى ثابتة فوق منطقة محددة على سطح
الأرض من خلال دورانها بنفس سرعة دوران الأرض حول نفسها وعلى ارتفاع يبلغ ( 36000
كم ) .
وتتميز
عملية توليد الطاقة فى المحطات الفضائية بكفاءتها العالية عند مقارنتها بالمحطات
الأرضية لتوليد الطاقة الكهربائية من الطاقة الشمسية حيث أن المحطات أو الأقمار
التى يتم وضعها فى الفضاء لا تتأثر بالتقلبات المناخية والغيوم والرياح والرمال
والغلاف الجوى للأرض وتعاقب الليل والنهار كما أن اللوح الكهروضوئى الموجود على
القمر الصناعى يتلقى معدل
( 140
ملى واط ) من الطاقة لكل ( 1سم مربع ) وهذا أكثر ب ( 8 مرات ) من الطاقة التى يتم
تلقيها على سطح الأرض إلا أن الكلفة العالية للمحطات الفضائية فإن عملية نقل
الكهرباء من الفضاء للأرض ما زالت فى مرحلة التجريب وتواجه كثيرا من التحديات
الفنية .
إن
عملية إطلاق القمر الصناعى الشمسى لتوليد الطاقة يمكن أن توفر الكهرباء لعدد كبير
من الناس فى مناطق جغرافية محددة حيث يمكن فى المرحلة الأولى توجيه القمر الصناعى
لتزويد بعض المناطق النائية أو المنكوبة بحاجتها من الكهرباء من خلال التقاط
الطاقة بواسطة محطات أرضية وتحويلها للمستهلكين وبقدرة كهربائية تتراوح ما بين (
10 و 1000 ميجاواط ) .
إن
المشروع المستقبلى لتوليد الطاقة الكهربائية من محطات فضائية أو أقمار صناعية جزء
من دراسة لإيجاد وابتكار تكنولوجيات خاصة لتوفير الطاقة فى المستقبل حيث يجرى
التعاون ما بين وكالة الفضاء الأمريكية ( ناسا / NASA
) وفريق من الباحثين من إحدى الجامعات حيث اقترح أن يتم نقل الطاقة بواسطة موجات
الميكروويف الدقيقة أو بواسطة أشعة الليزر .
إن
تكنولوجيا نقل الطاقة الكهربائية لاسلكيا قد اقترحت قبل أكثر من قرن من الزمن فبين
عامى
( 1893
و1899 ) أجرى أحد العلماء تجارب لنقل التيار الكهربائى لاسلكيا بنجاح من دون أسلاك
وقد تم التوصل لتحديد الترددات الصحيحة للموجات لكى تتم عملية النقل بشكل ناجح .
وفى عام
( 2001 ) نجحت الدراسات الفضائية فى فرنسا فى إضاءة مصباح كهربائى موضوع فى قاعة
اجتماعات بواسطة تيار كهربائى من مصدر بعيد عنه ولم يكن المصباح متصلا بهذا المصدر
عن طريق أسلاك تقليدية بل تمت إضاءته من خلال موجات ميكروويف انطلقت من مصدر يبعد
عن المصباح ( 40 م ) وقد تم تطوير معدات خاصة لإنجاز العملية منها جهاز خاص
(
المغنترون / Magnetron ) لتوليد الموجات وجهاز آخر لاستقبال
الموجات وتحويلها لتيار كهربى .
إعداد / أسامة ممدوح عبد الرازق مصطفى شرف
المصدر / مجلة العربى العلمى
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق