العربية  

books advantages and disadvantages

If you do not find what you're looking for, you can use more accurate words.

View more

المزايا والمساوئ (Info)


المزايا

  • يعَد مفهوم الطاقة الشمسية الفضائية مفهومًا جذابًا بسبب تفوق الفضاء على سطح الأرض بالعديد من المزايا الرئيسة في جمع الطاقة الشمسية:
  • الفضاء دائمًا في وقت الظهيرة الشمسية والشمس كاملة.
  • يمكن أن تتلقى أسطح التجميع أشعة شمس أكثر كثافة، بسبب انعدام العوائق مثل غازات الغلاف الجوي، والسحب، والغبار، والظواهر الجوية الأخرى. لذا، تبلغ الكثافة في المدار حوالي 144% من أقصى كثافة يمكن تحقيقها على سطح الأرض.
  • يمكن أن يُضاء القمر الاصطناعي لأكثر من 99% من الوقت، ويكون في ظل الأرض 72 دقيقة فقط ضمن حد أقصى في الليلة في فصل الربيع، ويتساوى القسم المضاء والقسم المظلم عند منتصف الليل المحلي. يمكن أن تتعرض الأقمار الصناعية المدارية لدرجة عالية مستمرة من الإشعاع الشمسي، لمدة 24 ساعة في اليوم عمومًا، في حين تجمع الألواح الشمسية الأرضية الطاقة حاليًا خلال 29% من اليوم.
  • تمكن إعادة توجيه الطاقة بشكل سريع نسبيًا مباشرةً إلى المناطق الأحوَج لها. يمكن أن يوجه القمر الاصطناعي المجمع الطاقة حسب الطلب إلى مواقع سطحية مختلفة بناءً على احتياجات محطات الحمل الأساسي الجغرافية أو احتياجات طاقة حمل الذروة.
  • التخلص من تدخل النباتات والحياة البرية.
  • يمكن أن تقلل التطبيقات واسعة النطاق -خاصةً على ارتفاعات منخفضة- الإشعاع الشمسي الوارد إلى سطح الأرض. وهذا أمر مرغوب فيه لمواجهة آثار الاحترار العالمي.

المساوئ

  • يواجه مفهوم الطاقة الشمسية الفضائية أيضًا عددًا من المشاكل:
  • التكلفة الكبيرة لإطلاق قمر صناعي إلى الفضاء. لكل 6.5 كغم/كيلوواط، لا يمكن أن تتجاوز تكلفة وضع قمر صناعي لإرسال الطاقة الشمسية في منطقة مدار أرضي جغرافي متزامن 200 دولار/كغم إذا كان من المقرر أن تكون تكلفة الطاقة تنافسية.
  • تتطلب الأشعة الضوئية الميكروية مجالًا من درجة الجيجاواط بسبب انتشار الأشعة وفق قرص أيري. ينتشر عادةً قرص إرسال طوله كيلومتر واحد بتردد 2.45 جيجاهرتز إلى مسافة 10 كم على المسافة الأرضية.
  • عدم القدرة على تقييد انتقال الطاقة داخل زوايا الحزمة الدقيقة. مثلًا، يلزم وجود حزمة مقدارها 0.002 درجة (7.2 ثانية قوسية) للبقاء ضمن مسافة كيلومتر واحد من هدف هوائي الاستقبال من الارتفاع الثابت بالنسبة للأرض. نشرت أنظمة نقل الطاقة اللاسلكية الموجهة الأكثر تقدمًا اعتبارًا من عام 2019 نصف عرض حزمة الطاقة عبر 0.9 درجة قوسية على الأقل.
  • عدم إمكانية الوصول: تعَد صيانة الألواح الشمسية الأرضية بسيطة نسبيًا، ولكن عادةً ما تتم أعمال البناء والصيانة للألواح الشمسية الفضائية عن بُعد. إضافة إلى التكلفة، يتعرض رواد الفضاء العاملون في المدار الأرضي الجغرافي المتزامن (جي إي أو) لمخاطر إشعاعية عالية ومجازفات غير مقبولة، وتكلف نحو ألف مرة أكثر من نفس المهمة المنفذة عن بُعد.
  • البيئة الفضائية معادية؛ إذ تعاني الألواح الكهروضوئية (في حالة استخدامها) من نحو 8 أضعاف التدهور الذي قد تتعرض له على الأرض (باستثناء المدارات المحمية بالغلاف المغناطيسي).
  • تشكل المخلفات الفضائية خطرًا كبيرًا على الأجسام الكبيرة في الفضاء، وخاصةً الهياكل الكبيرة مثل نظم الطاقة الشمسية الفضائية التي تمر على مقربة أقل من 2000 كيلومتر من المخلفات. تقل مخاطر الاصطدام في المدار الأرضي الجغرافي المتزامن؛ لأن جميع الأقمار الاصطناعية تتحرك في نفس الاتجاه  وبنفس السرعة تقريبًا.
  • يتطلب تردد البث لوصلة هبوط الموجات الميكروية (في حال استخدامها) عزلَ أنظمة الطاقة الشمسية الفضائية بعيدًا عن الأقمار الصناعية الأخرى. استُخدمت المدارات الأرضية الجغرافية المتزامنة جيدًا بالفعل، ومن غير المحتمل أن يسمح الاتحاد الدولي للاتصالات السلكية واللاسلكية بإطلاق أقمار اصطناعية للطاقة الشمسية.
  • الحجم الكبير والتكلفة المقابلة لمحطة الاستقبال الأرضية. قدر كيث هينسون، باحث الطاقة الشمسية الفضائية، التكلفة بمليار دولار لكل 5 جيجاواط.
  • فقد الطاقة خلال المراحل المتعددة لتحويل الفوتونات إلى إلكترونات ثم إلى فوتونات تعود إلى الإلكترونات.
  • يصعب البدء بالتخلص من الحرارة المهدرة في أنظمة الطاقة الفضائية، ويصبح مستعصيًا حين تُصمم المركبة الفضائية بالكامل لامتصاص أكبر قدر ممكن من الإشعاع الشمسي. قد تتدخل أنظمة التحكم الحرارية في المركبات الفضائية التقليدية مثل الدوارات الإشعاعية مع انسداد الألواح الشمسية أو أجهزة إرسال الطاقة.
Source: wikipedia.org