Energia z kozmu: Ako NASA a Ascent Solar menia prenos energie zo vesmíru na Zem

Solárna energia zo vesmíru: Trh a rastúca dopyt
Pokroky v tenkovrstvových solárnych arrayoch a bezdrôtovom prenose energie
Kľúčoví hráči a strategické spolupráce v prenose energie zo vesmíru na Zem
Očakávaná expanzia a investičné príležitosti v prenosu vesmírnej energie
Globálne hotspoty a regionálne iniciatívy v energetike zo vesmíru
Inovácie novej generácie a budúcnosť prenášania energie zo vesmíru na Zem
Prekážky, prielomy a strategické príležitosti v prenose energie z vesmíru
Zdroje a odkazy

“Leto 2025 prinieslo nárast aktivity v digitálnom zdraví a telemedicíne.” (zdroj)

Solárna energia zo vesmíru: Trh a rastúci dopyt

Solárna energia zo vesmíru (SBSP) sa rýchlo mení z teoretického konceptu na praktickú demonštráciu, pričom nedávne pokroky zdôrazňujú jej trhový potenciál. Dôležitým vývojom je spolupráca medzi NASA a Ascent Solar Technologies, ktorá sa zameriava na tenkovrstvové fotovoltické (PV) arays navrhnuté na efektívnu výrobu energie a bezdrôtový prenos z orbity na Zem. Toto partnerstvo je súčasťou iniciatívy NASA Space Technology Mission Directorate, ktorá sa snaží overiť uskutočniteľnosť prenosu slnečnej energie zachytenej vo vesmíre priamo k pozemným prijímačom.

Tenkovrstvové arays Ascent Solar využívajú ľahké, flexibilné materiály – predovšetkým CIGS (meď, indium, gallium, selenid) – ktoré sú vhodné na nasadenie v drsnom prostredí vesmíru. Tieto arays ponúkajú vysoký pomer výkonu k hmotnosti, čo je kľúčové na minimalizáciu nákladov na vypustenie a maximalizáciu výnosu energie. V roku 2023 Ascent Solar oznámila, že jej najnovšie moduly dosiahli účinnosť presahujúcu 17%, s prebiehajúcim výskumom zameraným na 20% a viac (Ascent Solar).

Trhová krajina SBSP sa formuje rastúcim globálnym dopytom po čistej a spoľahlivej energii a obmedzeniami pozemských solárnych inštalácií, ako sú závislosť na počasí a využitie pôdy. Podľa správy MarketsandMarkets z roku 2023 sa očakáva, že trh SBSP dosiahne 4,5 miliardy dolárov do roku 2030, pričom ho poháňajú vládne investície a inovácie v súkromnom sektore. USA, Čína a Japonsko vedú túto iniciatívu, pričom japonská JAXA plánuje pilotný systém SBSP do polovice 30. rokov (JAXA).

Technické míľniky: Demonštrácia NASA a Ascent Solar bude testovať proces od začiatku do konca: zber slnečnej energie, konverzia na mikrovlny alebo lasery a bezpečný prenos k pozemným prijímačom.
Obchodné implikácie: Úspech by mohol odomknúť nové zdroje príjmov pre výrobcov satelitov, poskytovateľov vypúšťania a energetických utilít, pričom by podporil odolnosť siete a dodávku energie na vzdialené miesta.
Výzvy: Regulačné prekážky, účinnosť prenosu a verejná akceptácia bezdrôtového prenosu energie zostávajú kľúčovými prekážkami.

Na záver, projekt tenkovrstvovej aray NASA × Ascent Solar je kľúčovým krokom k komerčnej SBSP, s potenciálom transformovať globálny energetický trh poskytovaním nepretržitej, vesmírneho pochádzajúcej energie na Zem. Keď sa technické a regulačné bariéry odstránia, sektor je pripravený na významný rast a investície.

Pokroky v tenkovrstvových solárnych arrayoch a bezdrôtovom prenose energie

Spolupráca NASA s Ascent Solar Technologies predstavuje významný krok v snahe o solárnu energiu zo vesmíru (SBSP), využívajúc pokročilé tenkovrstvové solárne arays na umožnenie bezdrôtového prenosu energie z orbity na Zem. V roku 2023 Ascent Solar získala zmluvu od Marshall Space Flight Center NASA na vývoj ultraľahkých, flexibilných tenkovrstvových fotovoltických (PV) modulov špeciálne navrhnutých na vesmírne aplikácie (NASA). Tieto arays, vyrobené z medeného indium gallium selenidu (CIGS), ponúkajú vysokú účinnosť (až 17,8% v laboratórnych podmienkach) a výnimočnú odolnosť, čo ich robí ideálnymi na nasadenie na satelitoch a veľkých orbitálnych platformách.

Jadrom inovácií je kombinácia týchto tenkovrstvových arrayov s technológiou bezdrôtového prenosu energie (WPT). Koncept zahŕňa zber slnečnej energie vo vesmíre – kde je slnečné svetlo konštantné a nie je filtrované atmosférou – a jeho prevod na mikrovlny alebo laserové lúče. Tieto lúče sú následne prenášané k pozemným prijímačom, známy ako rectennas, ktoré konvertujú energiu späť na použiteľnú elektrinu (NREL).

Ľahkosť a flexibilita: Tenkovrstvové moduly Ascent vážia menej ako 1 kg/m², čo je zlomok tradičných silikónových panelov, čím sa dramaticky znižujú náklady na vypustenie a umožňuje to väčšie arays na orbite.
Vysoká hustota výkonu: Arays môžu generovať viac ako 200 wattov na kilogram, čo je kľúčová metrike pre maksimalizáciu výnosu energie na hmotnost (Ascent Solar).
Odolnosť: Tenké filmy CIGS sú odolné voči žiareniu a extrémnym teplotám, čo zabezpečuje dlhú prevádzkovú životnosť v drsnom prostredí vesmíru.

Nedávne demonštrácie, ako úspešný prenos energie z projektu Caltech Space Solar Power v roku 2023 (Caltech), zdôrazňujú uskutočniteľnosť tohto prístupu. Úsilie NASA a Ascent Solar sa teraz zameriava na rozšírenie týchto technológií, s cieľom nasadiť multi-megawattové arays schopné prenášať čistú, obnoviteľnú energiu do pozemských sietí – potenciálne revolúcie v globálnom prístupe k energii a odolnosti.

Kľúčoví hráči a strategické spolupráce v prenose energie zo vesmíru na Zem

Snaženie o solárnu energiu zo vesmíru (SBSP) sa v posledných rokoch urýchlilo, pričom NASA a súkromní inovátori ako Ascent Solar Technologies vedú. Ich spolupráca na tenkovrstvových fotovoltických arayoch predstavuje kľúčový krok k realizácii vízie prenosu slnečnej energie z orbity na Zem, čo by potenciálne mohlo revolučne zmeniť globálnu energetickú dodávku.

Úloha a vízia NASA

NASA dlhodobo podporuje SBSP ako prostriedok na poskytovanie nepretržitej, obnoviteľnej energie, ktorá nie je ovplyvnená pozemským počasím alebo cyklami dňa a noci. Agentúra Space-Based Solar Power Project skúma pokročilé technológie na zber a prenášanie slnečnej energie z vesmíru.
V roku 2023 financoval program NASA o inovatívnych pokročilých koncepciách (NIAC) niekoľko štúdií SBSP, vrátane tých, ktoré sa zameriavajú na bezdrôtový prenos energie a ultraľahké solárne arays.

Tenkovrstvová technológia Ascent Solar

Ascent Solar Technologies sa špecializuje na tenkovrstvové solárne moduly CIGS (meď, indium, gallium, selenid), ktoré sú flexibilné, ľahké a veľmi efektívne – kľúčové vlastnosti pre nasadenie vo vesmíre.
V roku 2023 Ascent Solar oznámila partnerstvo s NASA na vývoj a testovanie tenkovrstvových arrayov pre aplikácie SBSP, s cieľom maximalizovať pomer výkonu k hmotnosti a odolávať drsnému vesmírnemu prostrediu (Ascent Solar News).

Strategická spolupráca a demonštrácia

Projekt NASA × Ascent Solar sa zameriava na integráciu tenkovrstvových arrayov s bezdrôtovými prenosovými systémami, ako je mikrovlnný alebo laserový prenos, na dodávanie energie k pozemným prijímačom.
Nedávne laboratórne demonštrácie preukázali sľubné výsledky, pričom arays Ascent dosiahli účinnosti konverzie výkonu nad 15% a zachovali výkonnosť po simulovanej vystavení vesmíru (PV Tech).
Terénne testy sú plánované na koniec roku 2024, s cieľom overiť proces prenosu energie od platformy vo veľkých nadmorských výškach, čo pripraví pôdu pre budúce orbitálne demonštrácie.

Trh a vplyv na priemysel

Globálny trh SBSP sa odhaduje na 900 miliónov dolárov do roku 2030, pričom ho poháňajú vládne investície a inovácie v súkromnom sektore.
Očakáva sa, že spolupráca NASA a Ascent Solar urýchli ďalšie partnerstvá, zintenzívni pripravenosť technológií a umiestni USA ako lídra v prenose energie zo vesmíru na Zem.

Očakávaná expanzia a investičné príležitosti v prenosu vesmírnej energie

Spolupráca medzi NASA a Ascent Solar Technologies predstavuje kľúčový okamih vo vývoji solárnej energie zo vesmíru (SBSP), konkrétne v kontexte prenosu energie z orbity na Zem. Ultraľahké, flexibilné tenkovrstvové fotovoltické arays Ascent Solar sú vyvíjané na nasadenie na satelitoch a vesmírnych staniciach, s cieľom zachytiť slnečnú energiu vo vesmíre a prenášať ju bezdrôtovo k pozemným prijímačom. Táto technológia by mohla revolúciou globálnych energetických trhov, poskytovaním nepretržitej, obnoviteľnej energie, ktorá nie je ovplyvnená počasím alebo cyklami dňa a noci.

Nedávne demonštrácie preukázali uskutočniteľnosť bezdrôtového prenosu energie (WPT) z vesmíru. V roku 2023 Kalifornský technologický inštitút (Caltech) úspešne preniesol energiu bezdrôtovo vo vesmíre, čo je významný krok k praktickému SBSP (Caltech). Partnerstvo NASA s Ascent Solar využíva tenkovrstvovú technológiu CIGS (meď, indium, gallium, selenid), ktorá sa vyznačuje vysokou účinnosťou a odolnosťou voči žiareniu, čo ju robí ideálnou pre drsné vesmírne prostredie (NASA).

Trhoví analytici predpokladajú robustný rast v sektore SBSP. Podľa správy z roku 2023 sa očakáva, že globálny trh solárnej energie zo vesmíru dosiahne 902 miliónov dolárov do roku 2030, s ročným rastom 8,2% od roku 2023 (MarketsandMarkets). Rastúci dopyt po čistej energii a pokroky v ľahkých solárnych materiáloch sú kľúčovými faktormi. Arays Ascent Solar, ktoré môže byť rolované a nasadené na orbite, znižujú náklady na vypustenie a umožňujú väčšie zberné povrchy, čo robí komerčnú SBSP životaschopnejšou.

Investičné príležitosti sa objavujú po celom hodnotovom reťazci:

Výroba satelitov: Spoločnosti vyvíjajúce nasaditeľné solárne arays a moduly na prenos energie získavajú rizikový kapitál a vládne kontrakty.
Pozemná infraštruktúra: Firmy špecializujúce sa na rectennas (prijímacie antény) a integráciu do sietí sú pripravené na rast, keď sa stanú potrebnými pozemské prijímacie stanice.
Energetické podniky: Energetické spoločnosti skúmajú partnerstvá na zabezpečenie budúcej dodávky SBSP a chránia sa pred volatilnosťou pozemnej výroby.

Keď NASA a Ascent Solar rozvíjajú svoju technológiu tenkovrstvových arrayov, je pripravené pôda na novú éru prenosu energie zo vesmíru na Zem. Skorí investori a inovátoři v tomto sektore môžu získať výhody z konvergencie leteckej techniky a obnoviteľnej energie, keď sa sen o prenose wattov z orbity blíži k realite.

Globálne hotspoty a regionálne iniciatívy v energetike zo vesmíru

Solárna energia zo vesmíru (SBSP) bola dlhodobo víziou na riešenie rastúcich energetických potrieb Zeme a nedávne vývojové kroky túto predstavu posúvajú bližšie k realite. V roku 2024 NASA spolupracovala s Ascent Solar Technologies na testovaní pokročilých tenkovrstvových fotovoltických arrayov navrhnutých na efektívnu výrobu energie a bezdrôtový prenos z orbity na zem. Táto spolupráca predstavuje významný míľnik v globálnom závode na využitie slnečnej energie vo vesmíre a jej prenášanie na Zem, čo by potenciálne mohlo revolučne zmeniť obnoviteľnú energetickú krajinu.

Tenkovrstvové arays Ascent Solar sú pozoruhodné svojou ľahkou, flexibilnou konštrukciou a vysokou účinnosťou, čo ich robí ideálnymi na nasadenie v drsnom prostredí vesmíru. Tieto arays sú testované ako súčasť projektu NASA Space-Based Solar Power Project, ktorý má za cieľ preukázať uskutočniteľnosť zberu slnečnej energie v orbite a jej bezdrôtového prenosu – typicky prostredníctvom mikrovln alebo laserových lúčov – k pozemným prijímačom. Technológia by mohla zabezpečiť nepretržitú, nezávislú energiu, riešiac problém intermitencie, ktorému čelí pozemské solárne farmy.

Globálne rastie záujem o SBSP. Japonské METI a iniciatíva SOLARIS Európskej vesmírnej agentúry investujú významne do podobných technológií, no projekt NASA × Ascent Solar vyniká svojim zameraním na škálovateľné, výrobný tenkovrstvové riešenia. V roku 2023 Ascent Solar oznámila 17,55% účinnosť pre svoje flexibilné CIGS (meď, indium, gallium, selenid) moduly, čo je rekord pre túto triedu technológie (Ascent Solar News).

Kľúčové výhody: Tenkovrstvové arays sú ľahšie a prispôsobiteľné než tradičné silikónové panely, čím znižujú náklady na vypustenie a umožňujú väčšie, modulárne energetické stanice na orbite.
Míľniky prenosu: Prebiehajúce testy NASA zahŕňajú prenos malého množstva energie na krátke vzdialenosti, s plánmi na rozšírenie na multi-kilowattové demonštrácie v nasledujúcich rokoch (NASA Feature).
Globálne implikácie: Ak budú úspešné, táto technológia by mohla zabezpečiť čistú, odovzdateľnú energiu pre vzdialené alebo katastrofou zasiahnuté oblasti, podporujúc vojenské aj civilné aplikácie.

Keď sa partnerstvo NASA × Ascent Solar vyvíja, nastavuje technické a obchodné referenčné údaje pre SBSP, čím umiestňuje USA ako lídra v novovznikajúcom trhu s energiou zo vesmíru na Zem.

Inovácie novej generácie a budúcnosť prenášania energie zo vesmíru na Zem

Solárna energia zo vesmíru (SBSP) bola dlhodobo víziou, ale nedávne pokroky ju posúvajú bližšie k realite. Kľúčovým míľnikom je spolupráca medzi NASA a Ascent Solar Technologies, ktorá presadzuje využitie tenkovrstvových fotovoltických arrayov na efektívnu výrobu energie a bezdrôtový prenos zo vesmíru na Zem. Toto partnerstvo je súčasťou úsilia Space Technology Mission Directorate NASA vyvinúť riešenia novej generácie pre pozemské aj mimozemské aplikácie.

Tenkovrstvové arays Ascent Solar sú vyrobené z ľahkých, flexibilných materiálov, ako je CIGS (meď, indium, gallium, selenid), ktoré ponúkajú významné výhody oproti tradičným silikónovým solárnym panelom. Tieto arays môžu byť rolované, skladané a nasadzované na veľkých plochách s minimálnou hmotnosťou – kritickým faktorom pri vypustení do vesmíru. Podľa Ascent Solar dosahujú ich moduly pomery výkonu k hmotnosti presahujúcich 1 000 W/kg, v porovnaní s 200-300 W/kg pre konvenčné panely, čo ich robí ideálnymi na orbitálne nasadenie.

Ďalším krokom je prenos zozbieranej energie späť na Zem. NASA a jej partneri preskúmavajú bezdrôtový prenos energie založený na mikrovlnách a laserov. V roku 2023 projekt Caltech Space Solar Power úspešne demonštroval bezdrôtový prenos energie z vesmíru k prijímaču na Zemi, čo predstavuje významný dôkaz koncepcie. Plán NASA zahŕňa rozšírenie týchto demonštrácií, zlepšenie účinností konverzie a riešenie atmosférických rušení, aby sa zabezpečil spoľahlivý, vysokokapacitný prenos energie.

Zisky z účinnosti: Tenkovrstvové arays môžu byť vyrábané vo veľkom a prispôsobené na vysokú účinnosť v podmienkach vesmíru, pričom prebieha výskum cíliaci na konverzné miery nad 30% (NREL).
Potenciál nasadenia: Ľahká povaha tenkovrstvových modulov umožňuje vypustenie väčších arayov, potenciálne generujúcich gigawatty energie na orbite.
Výzvy prenosu: Kľúčové prekážky zahŕňajú minimalizovanie energetických strát počas prenosu a zabezpečenie bezpečnosti pre vesmírne aktíva a populácie na Zemi.

Do budúcna, iniciatíva NASA × Ascent Solar nastavuje pôdu pre komerčne škálovateľné SBSP. Ak budú technické a regulačné výzvy prekonané, prenos energie zo vesmíru na Zem by sa mohol stať kľúčovou súčasťou globálneho mixu čistej energie do 30. rokov, poskytujúc nepretržitú, nezávislú elektrinu (IEA).

Prekážky, prielomy a strategické príležitosti v prenose energie z vesmíru

Koncept prenosu slnečnej energie zachytenej vo vesmíre priamo na Zem – známy ako solárna energia zo vesmíru (SBSP) – bol dlhodobo lákavým riešením pre rastúce energetické potreby sveta. Nedávne vývojové kroky, najmä spolupráca medzi NASA a Ascent Solar Technologies, posúva túto víziu bližšie k realite. Ich práca na tenkovrstvých fotovoltických arrayoch je významným krokom k efektívnym, ľahkým a škálovateľným systémom prenosu energie zo vesmíru na Zem.

Prekážky: Hlavné výzvy v SBSP zahŕňajú vysoké náklady na vypustenie a nasadenie veľkých solárnych arayov, potrebu ultraľahkých a trvanlivých materiálov a bezpečný, efektívny prenos energie – zvyčajne prostredníctvom mikrovln alebo laserových lúčov – cez atmosféru Zeme. Regulačné prekážky a verejné obavy o bezpečnosť prenesenej energie pretrvávajú. Podľa správy NASA zostáva cena za kilogram do nízkej orbity obmedzujúcim faktorom, hoci klesá s novými technológiami vypustenia.
Prielomy: Tenkovrstvová technológia CIGS (meď, indium, gallium, selenid) od Ascent Solar ponúka prelomové riešenie. Tieto flexibilné, ľahké panely môžu byť rolované na kompaktné vypustenie a potom rozvinuté v orbite, dramaticky znižujúc hmotnosť a objem v porovnaní s tradičnými silikónovými panelmi. V roku 2023 NASA vybrala Ascent Solar do svojho programu Small Business Innovation Research (SBIR), aby vyvinula tieto arraye pre vesmírne aplikácie, uvádzajúc ich vysoký pomer výkonu k hmotnosti a odolnosť v drsných prostrediach.
Strategické príležitosti: Úspešná demonštrácia tenkovrstvových arrayov vo vesmíre otvára dvere pre veľkokapacitné SBSP systémy. Tieto by mohli poskytovať nepretržitú, nezávislú energiu pre vzdialené alebo katastrofou zasiahnuté oblasti, doplniť pozemských sietí a podporiť luna alebo marsovské stanice. Ministerstvo obrany USA tiež prejavilo záujem, financujúc projekty ako experimenty s prenášaním energie od laboratória letectva. Komerční hráči, vrátane Northrop Grumman a japonskej JAXA, tiež investujú do SBSP, čo naznačuje rastúci trh a potenciál pre verejno-súkromné partnerstvá.

Keď NASA a Ascent Solar pokročia v technológii tenkovrstvových arrayov, perspektíva prenosu čistej, obnoviteľnej energie z vesmíru na Zem sa stáva čoraz uskutočniteľnejšou. Prekonanie technických a regulačných prekážok bude kľúčové, ale strategické príležitosti pre energetickú bezpečnosť a udržateľnosť sú obrovské.