ญี่ปุ่นเปิดตัวโรงไฟฟ้าบนอวกาศปี 2025 สู่อนาคตการผลิตพลังงานบนอวกาศ
พลังงานแสงอาทิตย์ ถือเป็นอีกหนึ่งเทคโนโลยีที่ได้รับการพัฒนาและคาดหวังว่าจะเข้ามาทดแทนโครงสร้างพลังงานในปัจจุบัน แต่ล่าสุดเราจะล้ำไปอีกขั้นเมื่อญี่ปุ่นเริ่มทดสอบผลิตพลังงานแสงอาทิตย์จากอวกาศ ก่อนส่งกลับมาใช้งานบนโลก
พลังงานสะอาด ถือเป็นเทคโนโลยีที่ได้รับความสนใจในการพัฒนา ด้วยผลกระทบจากภาวะโลกร้อนและสภาพอากาศแปรปรวนเริ่มส่งผลเป็นรูปธรรม หลายภาคส่วนต่างเริ่มมองหาทางแก้ไขอย่างจริงจังโดยเฉพาะการใช้น้ำมันเชื้อเพลิง เป็นเหตุให้พลังงานทดแทนถูกผลักดันอย่างต่อเนื่อง
ในจำนวนนี้เทคโนโลยีที่ได้รับการพูดถึงอย่างกว้างขวางคือ พลังงานแสงอาทิตย์ ด้วยความใช้งานง่ายและสะดวก เป็นพลังงานหมุนเวียนที่นำกลับมาใช้งานได้ยาวนาน อีกทั้งยังเป็นการผลิตพลังงานที่ไม่กระทบต่อสิ่งแวดล้อม นี่จึงเป็นเป้าหมายในการพัฒนาของหลายประเทศ
และจะยิ่งล้ำไปอีกขั้นเมื่อล่าสุดญี่ปุ่นกำลังจะเปิดตัวโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์บนอวกาศ
เมื่อญี่ปุ่นสร้างโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์บนดาวเทียม
แนวคิดนี้เป็นส่วนหนึ่งของโครงการ OHISAMA กับการจัดสร้างโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ติดตั้งไว้บนดาวเทียม เพื่อให้สามารถทำการผลิตพลังงานจากอวกาศโดยตรง จากนั้นจึงอาศัยระบบจัดส่งพลังงานไร้สายเพื่อนำกลับมาใช้งานบนพื้นโลก ซึ่งจะช่วยแก้ปัญหาข้อจำกัดการใช้งานองโซล่าเซลล์ได้
โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์บนอวกาศนี้มีน้ำหนักราว 180 กิโลกรัม ถูกออกแบบให้มีลักษณะเป็นดาวเทียมขนาดเล็กโดยจะถูกส่งไปอยู่ในระดับวงโคจรต่ำ จากนั้นโซล่าเซลล์ที่ติดตั้งบนดาวเทียมจะเริ่มกระบวนการผลิตพลังงานเมื่อทำการสัมผัสแสงอาทิตย์สะสมไว้ในแบตเตอรี่
เมื่อปริมาณประจุไฟฟ้าภายในแบตเตอรี่เพียงพอต่อเกณฑ์ที่กำหนด พลังงานจะถูกแปลงสถานะจากประจุไฟฟ้าไปสู่คลื่นไมโครเวฟแล้วส่งกลับมาสู่โลกผ่านสถานีภาคพื้นดิน อาศัยเสาอากาศรับสัญญาณที่ติดตั้งบนพื้นโลกกระจายตัวกันภายในพื้นที่ แล้วจึงแปลงกลับเป็นพลังงานไฟฟ้าสำหรับใช้งาน
ระบบส่งพลังงานไร้สายผ่านคลื่นไมโครเวฟนี้มีจุดเด่นด้านความเร็วการส่งผ่าน ดาวเทียมจะถูกส่งเข้าสู่วงโคจรระดับต่ำบนอวกาศและจะโคจรรอบโลกในระดับความสูงประมาณ 400 กิโลเมตรจากพื้นดิน โดยคาดว่าจะสามารถส่งพลังงานจากอวกาศให้กลับมาใช้งานบนพื้นโลกได้ภายในเวลาราว 5 นาที และคาดว่าจะพร้อมเปิดตัวภายในปี 2025
อย่างไรก็ตามโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์บนอวกาศนี้ยังเป็นโครงการที่อยู่ระหว่างการทดลอง โซล่าเซลล์ที่ได้รับการติดตั้งมีขนาดเพียง 2 ตารางเมตร จึงคาดว่าจะสามารถส่งพลังงานกลับมาสู่พื้นโลกได้สูงสุดอยู่ที่ 1 กิโลวัตถ์เท่านั้น และยังต้องใช้เวลาหลายวันจึงสามารถส่งพลังงานกลับมาอีกครั้งจึงยังไม่พร้อมใช้งานเชิงพาณิชย์
แต่ถือเป็นก้าวสำคัญของเทคโนโลยีอวกาศและพลังงานที่นำไปสู่ความเป็นไปได้มากมาย
อนาคตการผลิตไฟฟ้าบนอวกาศที่ยังต้องรอดู
สำหรับท่านที่ติดตามข่าวสารทางเทคโนโลยีย่อมทราบว่านี่ไม่ใช่แนวคิดที่ญี่ปุ่นพัฒนาเป็นเจ้าแรก อันที่จริงหลายประเทศต่างเล็งเห็นโอกาสและเริ่มมีการพัฒนาระบบผลิตไฟฟ้าบนอวกาศ พร้อมเครือข่ายส่งพลังงานไร้สายขึ้นมารองรับการใช้งานแล้วเช่นกัน
หนึ่งในนั้นคือโครงการ Space Solar Power Demonstrator (SSPD-1) ของสถานบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนีย ที่อาศัยโซล่าเซลล์ในการผลิตพลังงานบนอวกาศจากนั้นจึงแปลงเป็นคลื่นไมโครเวฟแล้วส่งกลับสู่พื้นโลกสำเร็จในปี 2023 นับเป็นการส่งพลังงานไร้สายจากอวกาศมาใช้งานบนพื้นโลกได้ประสบความสำเร็จเป็นครั้งแรก
แนวคิดนี้ได้รับความสนใจจากองค์กรอวกาศอย่างกว้างขวางตั้งแต่ European Space Agency(ESA), Defense Advanced Research Projects Agency ไปจนกองทัพอากาศในหลายประเทศ ต่างเริ่มดำเนินงานวิจัยและทดสอบการใช้โครงการพลังงานนี้แล้วเช่นกัน
อย่างไรก็ตามถึงแนวคิดการผลิตพลังงานบนอวกาศแล้วส่งกลับมาบนพื้นโลกจะได้รับความนิยม แต่พี่ใหญ่ด้านอวกาศอย่าง NASA ประเมินว่า เครือข่ายพลังงานไร้สายจากอวกาศแม้จะเป็นเทคโนโลยีที่ล้ำสมัยแต่อาจไม่เหมาะสมต่อการนำมาใช้งานในปัจจุบัน
จริงอยู่เครือข่ายพลังงานไร้สายจากอวกาศนี้มีอัตราการปล่อยก๊าซเรือนกระจกน้อยกว่าโครงสร้างการผลิตไฟฟ้าทั่วไป แต่ปริมาณเหล่านี้ไม่ได้ต่างจากที่เกิดขึ้นจากโครงสร้างพลังงานสะอาดทั่วไปนัก ในทางกลับกันเครือข่ายพลังงานไร้สายจากอวกาศมีต้นทุนการผลิตที่ราว 0.61 ดอลลาร์(ราว 22.50 บาท)/กิโลวัตต์ชั่วโมง ในขณะที่โครงสร้างพลังงานสะอาดบนพื้นโลกมีต้นทุนการผลิตอยู่ที่ 0.02 – 0.05 ดอลลาร์(0.74 – 1.85 บาท)/กิโลวัตต์ชั่วโมง เท่านั้น
ปัจจุบันจึงยังคงมีข้อถกเถียงว่าเครือข่ายพลังงานไร้สายจากอวกาศเป็นตัวเลือกที่เหมาะสมต่อการใช้งานจริงหรือไม่
แม้จะถูกโต้แย้งจาก NASA แต่องค์กรอวกาศส่วนใหญ่ต่างมุ่งพัฒนาเทคโนโลยีนี้อย่างต่อเนื่อง รวมถึงแนวคิดการส่งพลังงานรูปแบบอื่นที่ไม่จำเป็นต้องพึ่งพาคลื่นไมโครเวฟ เมื่อนำมาประเมินร่วมกับความก้าวหน้าของเทคโนโลยีอวกาศและโซล่าเซลล์ที่เกิดขึ้นในปัจจุบัน เครือข่ายพลังงานไร้สายจากอวกาศจึงอาจไม่ใช่เรื่องเพ้อฝันเสียทีเดียว
แต่คงต้องรอดูกันต่อไปว่าจะสามารถพัฒนาและนำมาใช้ประโยชน์จริงได้แค่ไหน
ที่มา
https://spacenews.com/nasa-report-offers-pessimistic-take-on-space-based-solar-power/
https://www.space.com/japan-space-based-solar-power-demonstration-2025