Hiina ülikool sai valmis kosmosejaamast maale saadetava päikeseenergia vastuvõtja

Hiinas on püsti pandud esimene mast, millega hakatakse uurima kosmilisest elektrijaamast päikesenergia maale saatmise võimalusi. Foto: Xidiani Ülikool

Kosmos on ideaalne koht päikeseenergia tootmiseks, aga sinna ei saa juhtmeid vedada, et seda maa peal tarbida. Energiat võiks maale suunata juhtmevabalt energiakiirega, mida Hiina Xidiani ülikool katsetabki, ehitades valmis esimese 75 meetri kõrguse juhtmevaba energia vastuvõtja prototüübi.

Kosmoses toodavad päikesepaneelid elektrit 6-8 korda rohkem, kuna takistuseks pole atmosfääri ja päike särab kogu aeg. Energiakiirega päikesepaneelide toodetud elektri maale suunamisest on unistatud juba 1960ndatest, kuid seni pole ülekandele head lahendust leitud. Siiski on juba mõnesid edusamme maa peal tehtud isegi sõjaväe poolt.

Hiina teadlaste lahendus näeb ette geostatsionaarset päikesejaama 36 tuhande kilomeetri kõrgusel kindlal kohal maapinna suhtes ja selle all vastuvõtjat, mis nii pika vahemaa peale hajunud kiire taas kokku kogub ja elektrienergiaks teisendab.

Xi'anis asuva Xidiani ülikooli teadlane Duan Baoyan on juba oma uurimisrühmaga valmis saanud 75-meetrise masti, mis peaks töötama lihtsa saatja-vastuvõtjana. Seda ehitati alates 2018. aastast. Ülikooli pressiteate kohaselt on torn mõeldud juhtmevaba energiaedastuse katsetamiseks nii footonite kimbuna kui mikrolainekiirtena.

Alates 2018. aastast ehitatud masti abiga saab nüüd katsetada 55 meetri kauguselt energia juhtmevaba edastamist. Kosmiliste mastaapide jaoks on vaja kordades suuremat ehitist. Foto: Xidiani Ülikool

Tornis tehti esimesed katsed, mis imiteerisid päikesejaamalt energia vastuvõtmist: juhtmevaba mikrolaineenergia kiirega edastati elektrit 55 meetri kaugusele, kasutades Päikese asukoha jälgimist, valguse koondamist ja elektrienergiaks muutmist, mikrolaine kujul edastamist ja selle vastuvõtmist. Minilahendus töötas, kuid kosmilistes mastaapides edastamiseks on vaja muidugi hoopis teistsuguseid vastuvõtjaid.

Kui 55 meetri asemel suunataks energiat maapinnale 36 tuhande kilomeetri kauguselt, siis läheb teadlaste hinnangul vaja juba mitmekilomeetrise läbimõõduga vastuvõtjat. 

Seadme tööpõhimõtteks on kõigepealt kindlaks määrata nurk, mille all langeb päikesevalgus «kosmilisele» kondensaatorile, mis koondab vastavalt päikese paistmise suunale valguse kondensaatori keskel asuvale fotogalvaanilisele elemendile ehk päikesepaneelile. See muudab päikesevalguse alalisvooluks. Siis aga koondatakse toitemooduli kaudu nelja eraldi muunduri poolt elektrienergia vahesaateantenni jaoks mikrolaineteks ning edastatakse juhtmevabalt vastuvõtuantennile. Lõpuks muudab vastuvõtuantenn mikrolained uuesti alalisvooluks ja varustab sellega tarbijaid.

Kosmilistes mõõtmetes energiaedastuseks pole inimkond siiski veel valmis ja selleks võib kuluda aega «mõned inimpõlved», nenditakse pressiteates.