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『明日の世界に』 宇宙から再生可能エネルギーのビームが射す

Beaming renewable energy from space

今日、世界のエネルギー需要の約80%が、石炭、石油、天然ガスの様な化石燃料を採掘する事によって満たされています。 21世紀の終わりまでに、殆どの化石燃料の埋蔵量が、消費し尽くされると予想されています。 化石燃料枯渇問題と地球温暖化は、太陽や風力、地熱や海流等の型にはまらない代替エネルギー資源の使用で、必ず克服する事ができます。

太陽の放射は、熱と光の形で制限なく供給される、壮大な資源です。 太陽エネルギーの電力生産への貢献は、世界の層電力の僅か0.03%に過ぎません。 太陽エネルギーの効率的経済的利用を改善するために、研究が進められています。 この方向でSBSP(宇宙基地太陽電力)コンセプトは、宇宙から太陽エネルギーを、貴重な電力の形に変換し利用する事を提案しています。 宇宙太陽エネルギーはクリーンエネルギー生産目的では、地上の太陽光や他のエネルギー資源を超える、有用な資源と考えられています。

a.地球の表面と比較すると宇宙では24時間利用できる

b.拡散しない高強度の熱を太陽光エネルギー

c.安定したエネルギー供給である。 風力、潮力、地上ベースの太陽エネルギーの場合、断続的供給であり、それと比較すると環境要因に干渉されず完全に独立している。

d.化石燃料からの環境ガスや、原子力エネルギーからの放射性廃棄物と違い、全く排出しない。

インスピレーション

宇宙基地太陽電力(SBSP)または衛星太陽電力システムコンセプトの提案は、1968年11月に進められました。 科学者のピーター・グラスターは、衛星送信機の助けを借りて、マイクロ波やレーザービームの形で、地球の表面に集めた宇宙太陽エネルギーを転送する図式モデルで、1973年に米国特許を申請しました。 それは地上に設置された、1km四方のエリアの巨大なアンテナ(レクテナ)を立て、受信します。 このコンセプトは日本とアメリカの研究者達によって強化され、彼等は190㎞離れた2つの島の間で、マイクロ波エネルギーの転送実験に成功しました。

エコ証明

a.基本要素

宇宙基地太陽電力システムには、基本的に3つの技術的要素が必要です。 1.宇宙太陽エネルギーを大量に捉える太陽衛星のようなシステム。 2.宇宙から、マイクロ波やレーザーのクラスタを介して、地上に太陽エネルギーを転送する、強力な転送アンテナ 3.宇宙から送られるパワービームを収集する地上受信機(レクテナ)

b.持続可能性

太陽エネルギーを得る事は、電気を生産する為に使用される現在の伝統的な資源のように環境への影響はなく、非常に持続可能です。 宇宙基地太陽システムは太陽から巨大なパワーを集め、私達其々の電力ニーズを満たすには事ができるでしょう。 宇宙太陽電力は、将来の電気輸送システムや、企業の重機を稼働させるために必要な、クリーンパワーを供給する事ができます。

c.障害

間違いなくSPBPのコンセプトは、安定したエネルギー供給のために、主な資源を持つ素晴らしいアイデアであっても、このプロジェクトには沢山の障害があります。 下記にその幾つかを述べています。

1.宇宙太陽システムの巨大なサイズ

宇宙で膨大な量の太陽エネルギーに見合う太陽衛星は、大規模である必要があります。 衛星のサイズは、今までに建設された最大の宇宙ステーション(ISS、国際宇宙ステーション)を超えると予想されます。 地球上で太陽発電システムを確立するのは非常に簡単ですが、宇宙太陽発電衛星を正確な軌道へと打ち上げるには、細心の注意と莫大な費用が必要です。

2.高額な打ち上げ

既存の打ち上げ機は非常に高価で、これは、限られた容量の衛星を運ぶためのものです。 巨大な太陽衛星を建設するには、地球と宇宙を何度も行き来する必要があり、通常の気象衛星乗せ邸と比較すると、かなり費用が掛かるでしょう。

3.環境に優しい打ち上げ機の不在

頻繁の打ち上げは、深刻な排出量をもたらし、大きな汚染問題の原因となるかもしれません。 このように、安価で環境に優しい打ち上げ機の可用性にも、問題があります。

4.脆さと宇宙の残骸

宇宙の大気は相反するもので、耐久性と寿命の観点から、かなり丈夫な宇宙ソーラーパネルが必要になります。 システム障害の事故は、宇宙ゴミの増加となるかもしれません。

5.非効率的な電力転送

ロスの少ないマイクロ波転送器が、最大限の利益を得るために必要となります。 長い距離を、完全に効率的にエネルギーを転送できる機械は、今の所まだありません。

6.その他の影響

マイクロ波の放送周波数が他の衛星に害を与えるかもしれません。 マイクロ波は、野生生物に特に鳥やジェット機、その道を通る飛行物体に、深刻な傷害を与える可能性があります。

d.それは可能か?

SPBPコンセプトが現実となる可能性は、また大きな議題のままです。 主な論争は、マイクロ波電力転送と効率的な転送が係っています。 日本の宇宙機関は、2030年に完全に機能する宇宙基地太陽電力プロトタイプの建設に、多額のお金を投じています。 アメリカのベースの宇宙機関NASAも、宇宙基地太陽エネルギーからの環境に優しいエネルギー生産に、大きな興味を見せています。 そして、SBSPコンセプトの夢を実現する日は、そう遠くないと想像する事ができます。

 

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