Добавить новость
smi24.net
News in English
Август
2023

We could soon be getting energy from solar power harvested in space

0

The idea of space-based solar power (SBSP) – using satellites to collect energy from the sun and “beam” it to collection points on Earth – has been around since at least the late 1960s. Despite its huge potential, the concept has not gained sufficient traction due to cost and technological hurdles.

Can some of these problems now be solved? If so, SBSP could become a vital part of the world’s transition away from fossil fuels to green energy.

We already harvest energy from the sun. It’s collected directly through what we generally call solar power. This comprises different technologies such as photovoltaics (PV) and solar-thermal energy. The sun’s energy is also gathered indirectly: wind energy is an example of this, because breezes are generated by uneven heating of the atmosphere by the sun.

But these green forms of power generation have limitations. They take up lots of space on land and are limited by the availability of light and wind. For example, solar farms don’t collect energy at night and gather less of it in winter and on cloudy days.

PV in orbit won’t be limited by the onset of night. A satellite in geostationary orbit (GEO) – a circular orbit around 36,000 km above the Earth – is exposed to the Sun for more than 99% of the time during a whole year. This allows it to produce green energy 24/7.

GEO is ideal for when energy needs to be sent from the spacecraft to an energy collector, or ground station, because satellites here are stationary with respect to the Earth. It’s thought that there’s 100 times more solar power available from GEO, than the estimated global power demands of humanity by 2050.

Transferring energy collected in space to the ground requires wireless power transmission. Using microwaves for this minimizes the energy lost in the atmosphere, even through cloudy skies. The microwave beam sent by the satellite will be focused towards the ground station, where antennas convert the electromagnetic waves back into electricity. The ground station will need to have a diameter of 5 km, or more at high latitudes. However, this is still smaller than the areas of land needed to produce the same amount of power using solar or wind.

Evolving concepts

Numerous designs have been proposed since the first concept by Peter Glaser in 1968.

Drawing depicting Peter Glaser’s satellite-based method for converting solar radiation to electrical power. U.S. Patent Office

In SBSP, the energy is converted several times (light to electricity to microwaves to electricity), and some of it is lost as heat. In order to inject 2 gigawatts (GW) of power into the grid, about 10 GW of power will need to be collected by the satellite.

A recent concept called CASSIOPeiA consists of two 2km-wide steerable reflectors. These reflect the sunlight into an array of solar panels. These power transmitters, approximately 1,700 meters in diameter, can be pointed at the ground station. It is estimated that the satellite could have a mass of 2,000 tonnes.

Another architecture, SPS-ALPHA, differs from CASSIOPeiA in that the solar collector is a large structure formed by a huge number of small, modular reflectors called heliostats, each of which can be independently moved. They are mass-produced to reduce cost.

Artistic impression of the SPS-ALPHA concept. NASA/John Mankins

In 2023, scientists at Caltech launched MAPLE, a small-scale satellite experiment which beamed a tiny amount of power back to Caltech. MAPLE proved the technology could be used to deliver power to Earth.

National and international interest

SBSP could play a crucial role to meet the UK’s net-zero target by 2050 – but the government’s current strategy does not include it. An independent study found that SBSP could generate up to 10GW of electricity by 2050, one-quarter of the UK’s current demand. SBSP provides a secure and stable energy supply.

It will also create a multi billion-pound industry, with 143,000 jobs across the country. The European Space Agency is currently evaluating the viability of SBSP with its SOLARIS initiative. This could be followed by a full development plan for the technology by 2025.

Other countries have recently announced the intention to beam power to Earth by 2025, moving to larger systems within the next two decades.

A massive satellite

If the technology is ready, why is SBSP not being used? The main limit is the enormous amount of mass that needs to be launched into space, and its cost per kilogram. Companies such as SpaceX and Blue Origin are developing heavy-lift launch vehicles, with a focus on reusing parts of those vehicles after they have flown. This can bring the cost of the venture down by 90%.

Even using SpaceX’s Starship vehicle, which can launch 150 tonnes of cargo into low Earth orbit, the SBSP satellite will require hundreds of launches. Some components, such as long structural trusses – structural elements designed to span long distances – could be 3D-printed in space.

Challenges and risks

An SBSP mission will be challenging – and risks still need to be fully assessed. While the electricity produced is fully green, the impact of the pollution from hundreds of heavy-lift launches is difficult to predict.

Additionally, controlling such a large structure in space will require substantial amounts of fuel, which involves engineers working with sometimes very toxic chemicals. The photovoltaic solar panels will be affected by degradation, reducing efficiency over time from 1% to 10% per year. However, servicing and refueling could be used to extend the satellite’s lifetime almost indefinitely.

A beam of microwaves powerful enough to reach the ground could also harm anything that got in the way. For safety, then, the power density of the beam will have to be restricted.

The challenge of building platforms like this in space may seem daunting, but space-based solar power is technologically feasible. To be economically viable, it requires large-scale engineering, and therefore long-term and decisive commitment from governments and space agencies.

But with all that in place, SBSP could make a fundamental contribution to delivering net zero by 2050 with sustainable, clean energy from space.


Don’t have time to read about climate change as much as you’d like?
Get a weekly roundup in your inbox instead. Every Wednesday, The Conversation’s environment editor writes Imagine, a short email that goes a little deeper into just one climate issue. Join the 20,000+ readers who’ve subscribed so far.


Matteo Ceriotti, Senior Lecturer in Space Systems Engineering, University of Glasgow

This article is republished from The Conversation under a Creative Commons license. Read the original article.








Ольга Романив: как вести себя с мужчиной, который нравится

Летние каникулы в духе патриотизма

Психолог Зберовский заявил, что расставание может помочь преодолеть зависимость

Письмо с душой из Marins Park Hotel Екатеринбург


Dow futures sink as Trump keeps pushing tariffs while White House suggests Powell’s job could be at risk

ICE is 'supercharging detention' with 'flagrantly unlawful' policy: lawyers

Trump's cuts force Texas food banks to ration supplies for flood survivors

First confirmed death during Trump ICE raid is a farmworkers at a California cannabis facility


Клинический психолог Юлия Тарибо: каким типам личностей сложно было вместе

У пятилетнего Макара вторая степень тугоухости

Смертельное ДТП на Вольской. Водитель "Чангана" оказался злостным нарушителем ПДД

Врач-офтальмолог Элина Санторо: как выбрать идеальные солнцезащитные очки


I've swapped modern live service games for a browser game that's been running since 2009

The Expanse RPG's developers are 'humbled' by comparisons to BioWare's heyday, but don't expect it to be a straight Mass Effect clone: 'We make our story a little bit differently'

Гайд на Fuqiu из Etheria Restart: навыки, PvE-билд, расклад в PvP и дубликаты

Those shadow giants in the distance in Elden Ring Nightreign are over 2 miles tall⁠—almost as big as the Erdtree⁠—and nobody even mentions them in the game



Ольга Романив: как вести себя с мужчиной, который нравится

Ремикс Песни. Создание ремикса Песни. Создание Хитового ремикса песни.

Клинический психолог Юлия Тарибо: каким типам личностей сложно было вместе

У пятилетнего Макара вторая степень тугоухости


«Сила в команде»: судебные приставы Кузбасса приняли участие во всероссийских хоккейных соревнованиях среди силовиков

«Союз-Аполлон» — вторая встреча над Эльбой. А можем повторить?

Москва прощается с жарой: жителей столицы предупредили о ливнях и грозах

Удобный и безопасный шопинг с агрегатором цен на технику


Многим рискует: юрист сказал, как сидит «золотой» экс-полковник Захарченко

Γpуɜинcκий пοлитиκ: Βce ɜдpaвοмыcлящиe xοтят вepнутьcя в eдинοe пpοcтpaнcтвο c Ροccиeй

Эту одежду многие уже давно выкинули, а зря: топ-7 стильных в 2025 году вещей, которые и через 100 лет будут в моде

В Видном арестовали мать мальчика, которого отчим избил битой


«Гордимся!»: Рустам Минниханов отметил успех Вероники Кудерметовой на Уимблдоне

Медведев стал обладателем Кубка короля в Испании.

Кудерметова завоевала свой первый титул Уимблдона в парном разряде.

Подмосковный теннисист стал призером юниорского Уимблдона


Москва прощается с жарой: жителей столицы предупредили о ливнях и грозах

Овечкин заявил, что его нельзя сравнивать с Майклом Джорданом

Жители Прикамья активно покупают билеты на транспорт в отделениях Почты России

Юрист Хаминский назвал возможных наследников режиссёра Юрия Мороза


Музыкальные новости

Ремикс Песни. Создание ремикса Песни. Создание Хитового ремикса песни.

Певица МакSим посетила Иволгинский дацан

Суд в Петербурге может признать экстремистской одну из песен группы «Порнофильмы»

Концерт на День города в Нижнем Новгороде обойдется в 31 млн рублей


Росгвардейцы из Чеченской Республики стали победителями и призерами чемпионата Северо-Кавказского округа Росгвардии по комплексному единоборству

«Искуситель», «Актриса» и «Пиковая дама»: топ 3 спектаклей сентября

Клинический психолог Юлия Тарибо: каким типам личностей сложно было вместе

Врач-офтальмолог Элина Санторо: как выбрать идеальные солнцезащитные очки


"Роскосмос" опубликовал спутниковый снимок циклона над Москвой

Макрон заявил об увеличении оборонного бюджета Франции до 64 млрд евро к 2027 году

Правительство РФ спишет задолженность по бюджетным кредитам еще 25 регионам на общую сумму 43 млрд рублей, сообщил премьер-министр Михаил Мишустин на совещании с вице-премьерами

Ким Чен Ын: позиции РФ и КНДР «по всем стратегическим вопросам» совпадают


Красные арки, синяя подсветка. В Москве строят новые пешеходные мосты

СМИ: Байкер разбился насмерть в ДТП с машиной на Раменской пойме в Подмосковье

КАМАЗ-4280 начал тестовую эксплуатацию на маршруте в Подмосковье

Вскрытие без последствий – сервис «Спас-замков»


"Пока Путин не заметит это безобразие": Пономарев резко высказался о легионерах в РПЛ

В США сделали смелое заявление в отношении Путина.

Путин отметил успех школьников на Международной химической олимпиаде.

Посол Акира Муто: Япония будет приветствовать возможную встречу Путина и Трампа




Врач-офтальмолог Элина Санторо: как выбрать идеальные солнцезащитные очки

Травмированного на репетиции в цирке Москвы акробата выписали из больницы

Косметолог Наталья Рябинова: в чем разница между эстетическим и медицинским трихологом

Врач-трихолог Мадина Осман: как часто можно делать пересадку волос


ВСУ атаковали дронами женщин под Сумами: Били за надпись "Мы русские"


Травмированного на репетиции в цирке Москвы акробата выписали из больницы

«Спартак» продлил контракт с люксембургским футболистом Мартинсом

Раскрыто расписание Олимпийских игр 2028 года в Лос-Анджелесе.

«Турбозавры» поучаствовали в Дне московского транспорта


Лукашенко заявил о необходимости проверки чиновников за манипуляции с ценами.

Лукашенко предложил Петербургу ремонтировать всю белорусскую технику

«Нам в Минске надо учиться». Лукашенко похвалил Беглова за зимнюю уборку Петербурга

Петербургская делегация провела переговоры с президентом Беларуси в Минске


Сергей Собянин: В Москве появятся три новых пешеходных моста к 2027 году

Собянин встретился с новоселами дома по реновации в Хорошево-Мневниках

Сергей Собянин: Взяли курс на развитие высокотехнологичного сектора

Сергей Собянин: роботы и электромашины на страже московских улиц


Платформа Spark.ru - полезное пространство для представителей малого и среднего бизнеса

РЭО запускает акселератор для экологических центров на базе Плехановского университета

Spark.ru - экосистема, объединяющая представителей бизнеса, экспертов и инвесторов

ГК «АСНА» внедрила систему продвинутой аналитики «Дельта BI»


Жители Прикамья активно покупают билеты на транспорт в отделениях Почты России

Многим рискует: юрист сказал, как сидит «золотой» экс-полковник Захарченко

В Подмосковье за один вечер молнии три раза ударили в дома

Юрист Хаминский назвал возможных наследников режиссёра Юрия Мороза


Алтайский край оказался в числе регионов-аутсайдеров по доступности вторичного жилья

Фестиваль духовых оркестров пройдет в трех городах Поморья по случаю Дня ВМФ

В городе Барнауле стартовал третий этап смотра-конкурса на звание "Лучшее звено газодымозащитной службы" среди Главных управлений МЧС России

Беспроводной сканер штрих-кодов SAOTRON P05i промышленного класса


Феодосия получила 150 миллионов на ремонты дворов - где начнут работы

Симферополь частично остался без света утром 14 июля

Десятки улиц Симферополя остались без света 14 июля

Под Симферополем горят десятки гектаров леса


Многим рискует: юрист сказал, как сидит «золотой» экс-полковник Захарченко

Аллерголог предупредила о подушках, которые могут вызывать отек Квинке

В Подмосковье за один вечер молнии три раза ударили в дома

Жители Прикамья активно покупают билеты на транспорт в отделениях Почты России














СМИ24.net — правдивые новости, непрерывно 24/7 на русском языке с ежеминутным обновлением *