Gdzie najlepiej umieścić baterie słoneczne – na dachu? Nieprawda, na Księżycu
Skarby w pyle
Idea nie jest nowa, narodziła się w czasach, gdy niesamowite pomysły wykwitały ze szczególną łatwością – w 1968 roku amerykański inżynier Peter Glaser zaproponował dwa sposoby przesyłania energii słonecznej z orbity na Ziemię. Pierwszy wymagał zbudowania armii wielkich satelitów geostacjonarnych (czyli takich, które zawsze znajdują się w tej samej pozycji względem Ziemi). Miały one zostać wyposażone w olbrzymie baterie słoneczne. Ten pomysł był nierealny – budowa i wysłanie na orbitę takiej masy ogniw byłaby zbyt droga. Dlatego fachowcy od razu zwrócili uwagę na drugą wersję planu: czyli umieszczenie elektrowni słonecznych na Księżycu. Choć Księżyc znajduje się znacznie dalej niż orbita stacjonarna – kosztowałoby to mniej, bo nie trzeba by wysyłać z Ziemi baterii słonecznych. Wystarczyłoby wyekspediować trochę maszyn, garstkę ludzi i wyprodukować baterie na miejscu. W księżycowej glebie jest wielka obfitość potrzebnych pierwiastków. Nie trzeba ich specjalnie szukać i wydobywać, wystarczy wziąć trochę pyłu z dowolnego miejsca Srebrnego Globu, a zawierać będzie 20 proc. krzemu, 40 proc. tlenu i 10 proc. metali (żelaza, aluminium, tytanu itp.). Na Księżycu jest wszystko, czego potrzeba do wyprodukowania nie tylko ogniw fotowoltaicznych, ale i przewodów i anten wysyłających energię na Ziemię. Ponieważ surowce rozmieszczone są równomiernie, nie trzeba ich będzie nawet przewozić z jednej części Księżyca na drugą, tylko zawsze znajdą się na miejscu budowy.
Lecą wiązki mocy
Załóżmy, że w roku 2050 liczba ludzi na Ziemi przekroczy 10 miliardów. Aby każdy cieszył się zdobyczami cywilizacji, potrzebne mu będą 2 kW mocy elektrycznej. W sumie daje to 20 TW (terawatów). Znaczyłoby to, że wydajność światowego systemu energetycznego musiałaby wzrosnąć pięciokrotnie. Jeżeli nie dojdzie do jakiegoś przełomu w energetyce, trudno to sobie wyobrazić. Tymczasem Księżyc niemal nieustannie (z krótkimi przerwami na zaćmienia, mniej więcej raz do roku) zalewany jest promieniami słonecznymi: szacuje się, że otrzymuje pod tą postacią 13 tys. TW mocy. Wystarczy, że wykorzystamy z tego 1,5 proc. i już możemy być spokojni o naszą energetyczną przyszłość. Tylko jak wysłać energię na Ziemię? Naukowcy znają odpowiedź na to pytanie od kilkudziesięciu lat. Brzmi ona: mikrofale.Wedle pierwotnego projektu Petera Glasera energia z Księżyca byłaby wysyłana pod postacią wielu wiązek mikrofal (długość fali 12 cm). Najpierw zostałaby skierowana do stacji przekaźnikowych na sztucznych satelitach, a dopiero z nich do anten odbiorczych (nazywanych rektenami) na Ziemi. Stacje przekaźnikowe mogłyby przesyłać energię do dowolnego punktu planety – wystarczy, żeby znajdowała się tam rektena.
Zamiast na Marsa
W przeciwieństwie do światła mikrofale doskonale przenikają przez atmosferę: niestraszny im deszcz, chmury, śnieg, mgła, dym. Jak wyliczył Peter Glaser, wystarczy wysłać wiązkę o natężeniu nie większym niż jedna piąta natężenia światła słonecznego w południe, aby otrzymać 200 W mocy z jednego metra kwadratowego rekteny. Aby uzyskać wspomniane 20 TW mocy, trzeba by pokryć rektenami 100 tys. km2 – czyli teren odpowiadający 30 proc. powierzchni Polski. I to by zapewniło energię całej ludzkości. Gdybyśmy podobną moc chcieli uzyskać z nowoczesnych baterii słonecznych na Ziemi, trzeba by nimi pokryć powierzchnię 20 razy większą. Projekt przedstawiony przez firmę Shimizu różni się nieco od planu Petera Glasera. Amerykański inżynier planował umieszczenie baterii słonecznych w kilkudziesięciu punktach na wschodnim i zachodnim krańcu Księżyca (patrząc z Ziemi). Japończycy chcieliby otoczyć cały Srebrny Glob pierścieniem baterii. Proponują też,by do przesyłania energii używać prócz mikrofal również laserów, a stacje odbiorcze umieszczać także na morzu, tak by od razu wykorzystywać moc z Księżyca do produkcji wodoru z wody. Niezależnie od szczegółów idea wciąż żyje i co jakiś czas powraca w nowym wcieleniu. Czy kiedykolwiek zostanie zrealizowana? Tak naprawdę nie zależy to od naukowców i inżynierów: kwestie teoretyczne i techniczne są z grubsza rozwiązane. Pozostaje sprawa finansów: transport ludzi i maszyn na Księżyc kosztuje na razie zbyt wiele. Jest też problem bardziej subtelnej natury – otóż ludzie (a przede wszystkim NASA) trochę stracili zainteresowanie Księżycem. Planują misje na Marsa, chcą szukać mikroorganizmów na Europie (księżycu Jowisza), a pobliski, dawno zdobyty Księżyc przestał ich ekscytować. Niestety wygląda na to, że szukamy życia w kosmosie – a zapominamy o życiu na Ziemi. Bo ze względu na naszą zwykłą, ziemską egzystencję warto łaskawszym okiem spojrzeć na Księżyc i na to, co ma nam do zaoferowania.