Nhà máy điện mặt trời trong vũ trụ sẽ giúp Anh đáp ứng nhu cầu điện ngày càng tăng.
Hơn 50 tổ chức công nghệ của Anh, bao gồm hãng hàng không Airbus, Đại học Cambridge và nhà sản xuất vệ tinh SSTL cùng tham gia Sáng kiến năng lượng không gian Anh, được khởi xướng vào năm ngoái nhằm khám phá khả năng phát triển một nhà máy điện mặt trời trong vũ trụ.
Theo sáng kiến này, việc truyền điện từ không gian có thể giúp Anh đáp ứng mục tiêu không thải khí nhà kính vào năm 2050 theo cách tiết kiệm hơn nhiều công nghệ hiện nay. Yêu cầu ngừng thải khí carbon hoàn toàn vào giữa thế kỷ nằm trong nỗ lực toàn cầu nhằm ngăn chặn biến đổi khí hậu theo lộ trình vạch ra tại hội nghị thượng đỉnh COP 26 của Liên Hợp Quốc diễn ra ở Glasgow vào tháng 11/2021.
Phát biểu tại một hội nghị tổ chức ở London hôm 27/4, Martin Soltau, chủ tịch sáng kiến, cho rằng mọi công nghệ cần thiết để phát triển nhà máy năng lượng mặt trời trong vũ trụ đã có sẵn. Thách thức là quy mô của dự án. Sáng kiến phát triển kế hoạch dựa trên nghiên cứu kỹ thuật do công ty tư vấn Frazer-Nash tiến hành vào năm ngoái.
Các chuyên gia thiết lập kế hoạch phát triển 12 năm để xây dựng một nhà máy điện thử nghiệm lắp ráp bằng robot trên quỹ đạo, truyền hàng gigawatt điện từ không gian tới Trái Đất sớm nhất vào năm 2035. Họ cũng đang nghiên cứu một thiết kế dạng module có tên CASSIOPeiA (for Constant Aperture, Solid-State, Integrated, Orbital Phased Array) do công ty kỹ thuật Điện quốc tế của Anh phát triển.
Thiết kế module của nhà máy điện trên quỹ đạo có nghĩa dự án có thể mở rộng sau giai đoạn thử nghiệm. Tuy nhiên, ngay cả module thử nghiệm cũng có kích thước khổng lồ, rộng vài kilomet và cần 300 lần phóng bằng tên lửa lớn cỡ tàu Starship của SpaceX để đưa hàng hóa lên quỹ đạo. Nhà máy sẽ quay ở độ cao cách mặt đất 36.000 km.
Theo Soltau, chức năng của nhà máy là thu thập năng lượng mặt trời qua những tấm gương lớn siêu nhẹ, tương tự như trên Trái Đất. Chúng sản xuất điện trực tiếp, sau đó điện được chuyển thành vi sóng qua bộ khuếch đại công suất tần số vô tuyến và truyền theo chùm vi sóng tới Trái Đất.
Tuy nhiên, CASSIOPeiA sẽ sản xuất nhiều điện hơn bất kỳ nhà máy điện mặt trời nào cùng quy mô trên Trái Đất. So với một tấm pin mặt trời ở Anh, pin mặt trời tương tự trong vũ trụ có thể thu nhiều năng lượng gấp hơn 13 lần. Ngoài ra, nhà máy điện mặt trời trong vũ trụ cũng không bị ảnh hưởng bởi vấn đề gián đoạn hoạt động như trên Trái Đất do Mặt Trời không chiếu sáng liên tục.
Để thu năng lượng từ vũ trụ, hệ thống cần một ăngten khổng lồ trên Trái Đất, gọi là rectenna. Ăngten này nhận bức xạ vi sóng truyền từ không gian và biến đổi thành điện một chiều dùng để truyền qua đường dây cao thế. Soltau chia sẻ rectenna sẽ giống một tấm lưới lớn với nhiều ăngten lưỡng cực nhỏ. Nó sẽ có kích thước 7 - 13 km.