Revolutionizing Space-to-Earth Power: NASA and Ascent Solar’s Thin-Film Array Breakthrough
···

Revoluce v přenosu energie ze space na Zemi: Průlom tenkovrstvé solární technologie NASA a Ascent Solar

4 července, 2025
by

Energetika z kosmu: Jak NASA a Ascent Solar přetvářejí energii ze prostoru na Zemi

“Léto 2025 přineslo nával aktivit v oblasti digitálního zdraví a telemedicíny.” (zdroj)

Solární energie ze prostoru: Tržní krajina a rostoucí poptávka

Solární energie ze prostoru (SBSP) rychle přechází z teoretického konceptu k praktickému důkazu, přičemž nedávné pokroky zdůraznily její tržní potenciál. Přelomovým vývojem je spolupráce mezi NASA a Ascent Solar Technologies, která se soustředí na tenkovrstvé fotovoltaické (PV) panely navržené pro efektivní výrobu energie a bezdrátový přenos z oběžné dráhy na Zemi. Toto partnerství je součástí iniciativy NASA Space Technology Mission Directorate, jejímž cílem je ověřit proveditelnost přenosu sluneční energie shromážděné ve vesmíru přímo na pozemní přijímače.

Tenkovrstvé panely Ascent Solar využívají lehké a flexibilní materiály—především CIGS (měď indium gallium selenid)—které jsou dobře přizpůsobené nasazení v drsném prostředí vesmíru. Tyto panely nabízejí vysoký poměr výkonu k hmotnosti, což je klíčové pro minimalizaci nákladů na vypuštění a maximalizaci výnosu energie. V roce 2023 Ascent Solar oznámil, že její poslední moduly dosáhly účinnosti přes 17 %, přičemž cíle výzkumu směřují k 20 % a výše (Ascent Solar).

Tržní krajinu pro SBSP formuje rostoucí globální poptávka po čisté a spolehlivé energii a omezení pozemních solárních instalací, jako je závislost na počasí a využívání půdy. Podle zprávy MarketsandMarkets z roku 2023 se očekává, že trh SBSP dosáhne 4,5 miliardy dolarů do roku 2030, poháněný vládními investicemi a inovacemi v soukromém sektoru. USA, Čína a Japonsko vedou v této oblasti, přičemž japonské JAXA plánuje pilotní systém SBSP do poloviny 30. let (JAXA).

  • Technické milníky: Demonstrace NASA a Ascent Solar otestuje celý proces: sběr sluneční energie, konverzi na mikrovlny nebo lasery a bezpečný přenos k pozemním přijímačům.
  • Obchodní důsledky: Úspěch by mohl otevřít nové zdroje příjmů pro výrobce satelitů, poskytovatele startů a energetické utility, přičemž by podpořil odolnost rozvodné sítě a dodávku energie na vzdálené oblasti.
  • Výzvy: Regulativní překážky, účinnost přenosu a veřejné přijetí technologie bezdrátového přenosu energie zůstávají hlavními překážkami.

Ve zkratce, projekt tenkovrstvých panelů NASA × Ascent Solar představuje klíčový krok směrem k komerčnímu SBSP, s potenciálem transformovat globální energetický trh tím, že poskytne nepřetržitou energii získanou ve vesmíru na Zemi. Jakmile budou technické a regulační překážky vyřešeny, sektor je připraven na významný růst a investice.

Pokroky v tenkovrstvých solárních panelech a bezdrátovém přenosu energie

Spolupráce NASA s Ascent Solar Technologies představuje významný skok ve snaze o solární energii ze prostoru (SBSP), využívající pokročilé tenkovrstvé solární panely pro umožnění bezdrátového přenosu energie z oběžné dráhy na Zemi. V roce 2023 byla Ascent Solar udělena smlouva od Marshall Space Flight Center NASA na vývoj ultra-lehkých, flexibilních tenkovrstvých fotovoltaických (PV) modulů speciálně navržených pro vesmírné aplikace (NASA). Tyto panely, vyrobené z mědi indium gallium selenidu (CIGS), nabízejí vysokou účinnost (až 17,8 % v laboratoři) a výjimečnou odolnost, což je činí ideálními pro nasazení na satelitech a velkých orbitálních platformách.

Jádro inovace spočívá v kombinaci těchto tenkovrstvých panelů s technologií bezdrátového přenosu energie (WPT). Koncept zahrnuje sběr sluneční energie ve vesmíru—kde sluneční záření je stálé a nefiltruje ho atmosféra— a jeho konverzi na mikrovlny nebo laserové paprsky. Tyto paprsky jsou poté přenášeny na pozemní přijímače, známé jako rectennas, které konvertují energii zpět na použitelnou elektřinu (NREL).

  • Lehké a flexibilní: Tenčí moduly Ascent váží méně než 1 kg/m², což je zlomek hmotnosti tradičních křemíkových panelů, což dramaticky snižuje náklady na starty a umožňuje větší panely na oběžné dráze.
  • Vysoká hustota výkonu: Panely mohou generovat více než 200 wattů na kilogram, což je kritické pro maximalizaci výnosu energie za hmotnost startu (Ascent Solar).
  • Odolnost: Tenkovrstvé CIGS panely jsou odolné vůči radiaci a extrémním teplotám, což zajišťuje dlouhou životnost při provozu v drsném vesmírném prostředí.

Nedávné demonstrace, jako je úspěšný přenos energie z vesmíru na Zemi v rámci projektu Caltech Space Solar Power Project v roce 2023 (Caltech), podtrhují proveditelnost tohoto přístupu. Úsilí NASA a Ascent Solar je nyní zaměřeno na rozšiřování těchto technologií, s cílem nasadit multi-megawattové panely schopné přenášet čistou, obnovitelnou energii do pozemních rozvodných sítí—potenciálně revolučně měnící globální přístup k energii a odolnost.

Klíčoví hráči a strategické spolupráce v oblasti přenosu energie ze prostoru na Zemi

Snahy o solární energii ze prostoru (SBSP) se v posledních letech zrychlily, přičemž NASA a inovátoři ze soukromého sektoru, jako je Ascent Solar Technologies, jsou v čele. Jejich spolupráce na tenkovrstvých fotovoltaických panelech představuje klíčový krok k uskutečnění vize přenosu sluneční energie z oběžné dráhy na Zemi, což by mohlo revolučně změnit globální energetické dodávky.

Role a vize NASA

  • NASA dlouho prosazuje SBSP jako prostředek k zajištění nepřetržité, obnovitelné energie, která není ovlivněna pozemským počasím nebo cykly dne a noci. Agentura Space-Based Solar Power Project zkoumá pokročilé technologie pro sběr a přenos sluneční energie z vesmíru.
  • V roce 2023 financoval program NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC) několik studií SBSP, včetně těch zaměřených na bezdrátový přenos energie a ultra-lehké solární panely.

Tenkovrstvá technologie Ascent Solar

  • Ascent Solar Technologies se specializuje na tenkovrstvé solární moduly CIGS (měď indium gallium selenid), které jsou flexibilní, lehké a vysoce účinné—klíčové vlastnosti pro nasazení ve vesmíru.
  • V roce 2023 Ascent Solar oznámila partnerství s NASA pro vývoj a testování tenkovrstvých panelů pro aplikace SBSP, s cílem maximalizovat poměr výkonu k hmotnosti a odolávat drsnému vesmírnému prostředí (Ascent Solar News).

Strategická spolupráce a demonstrace

  • Projekt NASA × Ascent Solar se zaměřuje na integraci tenkovrstvých panelů se systémy bezdrátového přenosu energie, jako je mikrovlnný nebo laserový přenos k dodání energie pozemním přijímačům.
  • Nedávné laboratorní demonstrace ukázaly slibné výsledky, kdy panely Ascent dosáhly účinnosti přenosu energie přes 15 % a zachovaly si výkon po simulované expozici ve vesmíru (PV Tech).
  • Pole testy jsou plánovány na pozdní rok 2024, s cílem ověřit celkový přenos energie z vysokohorské platformy, což nastaví scénu pro budoucí orbitální demonstrace.

Tržní a průmyslový dopad

  • Globální trh SBSP se očekává, že dosáhne 900 milionů dolarů do roku 2030, poháněný vládními investicemi a inovacemi v soukromém sektoru.
  • Očekává se, že spolupráce NASA a Ascent Solar podnítí další partnerství, urychlí technologickou připravenost a postaví USA do role lídra v oblasti přenosu energie ze prostoru na Zemi.

Očekávaná expanze a investiční příležitosti v oblasti přenosu energie ze vzduchu

Spolupráce mezi NASA a Ascent Solar Technologies představuje rozhodující okamžik v evoluci solární energie ze prostoru (SBSP), zejména v kontextu přenosu energie z oběžné dráhy na Zemi. Ultra-lehké, flexibilní tenkovrstvé fotovoltaické panely Ascent Solar jsou vyvíjeny pro nasazení na satelitech a vesmírných stanicích, s cílem zachytit sluneční energii ve vesmíru a bezdrátově ji přenášet na pozemní přijímače. Tato technologie by mohla revolučně změnit globální energetické trhy tím, že poskytne nepřetržité, obnovitelné energie, která nebude ovlivněna počasím nebo cykly dne a noci.

Nedávné demonstrace prokázaly proveditelnost bezdrátového přenosu energie (WPT) z prostoru. V roce 2023 úspěšně provedl Caltech Space Solar Power Demonstrator (SSPD-1) bezdrátový přenos energie ve vesmíru, což je významný krok směrem k praktickému SBSP (Caltech). Partnerství NASA s Ascent Solar využívá tenkovrstvou technologii CIGS (měď-indium-gallium-selenid), která se vyznačuje vysokou účinností a odolností vůči radiaci, což ji činí ideální pro drsné vesmírné prostředí (NASA).

Tržní analytici předpovídají silný růst v sektoru SBSP. Podle zprávy z roku 2023 se očekává, že globální trh s solární energií ze vzduchu dosáhne 902 milionů dolarů do roku 2030, s CAGR 8,2 % od roku 2023 (MarketsandMarkets). Rostoucí poptávka po čisté energii a pokroky v lehkých solárních materiálech jsou klíčovými faktory. Panely Ascent Solar, které mohou být rolovány a nasazeny na orbitě, snižují náklady na vypuštění a umožňují větší sběrné plochy, což činí komerční SBSP životaschopnějším.

Investiční příležitosti se objevují napříč hodnotovým řetězcem:

  • Výroba satelitů: Společnosti vyvíjející nasaditelné solární panely a moduly pro přenos energie přitahují venture kapitál a vládní smlouvy.
  • Pozemní infrastruktura: Firmy specializující se na rectennas (přijímací antény) a integraci do sítě se připravují na růst v souvislosti s potřebou pozemních přijímacích stanic.
  • Energetické utility: Utilitní společnosti zkoumají partnerství, aby zajistily budoucí dodávky SBSP, a tím se chrání před výkyvy terestriální výroby.

Jak NASA a Ascent Solar pokročují ve svých technologiích tenkovrstvých panelů, nastavuje se scéna pro novou éru přenosu energie z prostoru na Zemi. Ranní investoři a inovátoři v tomto sektoru budou mít užitek z konvergence leteckého inženýrství a obnovitelné energie, jak se sen o přenosu wattů z oběžné dráhy stává realitou.

Globální ohniska a regionální iniciativy v oblasti energie ze slunce ve vesmíru

Solární energie ze prostoru (SBSP) byla dlouho vizionářským řešením rostoucí energie na Zemi a nedávné vývoje tuto myšlenku posouvají blíže k realitě. V roce 2024 NASA spojila síly s Ascent Solar Technologies, aby otestovala pokročilé tenkovrstvé fotovoltaické panely navržené pro efektivní výrobu energie a bezdrátový přenos z oběžné dráhy na zem. Tato spolupráce představuje významný milník v globálním závodě o využití sluneční energie ve vesmíru a jejímu dodání na Zemi, potenciálně měnící krajinu obnovitelné energie.

Tenkovrstvé panely Ascent Solar se vyznačují lehkou, flexibilní konstrukcí a vysokou účinností, což je činí ideálními pro nasazení v drsném vesmírném prostředí. Tyto panely jsou testovány jako součást Space-Based Solar Power Project NASA, jehož cílem je prokázat proveditelnost sběru sluneční energie na oběžné dráze a její bezdrátový přenos—typicky pomocí mikrovln nebo laserových paprsků—na pozemní přijímače. Tato technologie by mohla dodávat nepřetržitou energii nezávislou na počasí, čímž by řešila problémy s přerušovanou výrobou, kterým čelí pozemské solární farmy.

Globálně se zvyšuje zájem o SBSP. Japonské METI a evropská agentura ESA SOLARIS investují značné prostředky do podobných technologií, ale projekt NASA × Ascent Solar vyniká svým zaměřením na škálovatelné a vyráběné tenkovrstvé řešení. V roce 2023 Ascent Solar oznámila účinnost 17,55 % pro své flexibilní CIGS (měď-indium-gallium-selenid) moduly, což je rekord pro tuto třídu technologií (Ascent Solar News).

  • Klíčové výhody: Tenkovrstvé panely jsou lehčí a přizpůsobivější než tradiční křemíkové panely, což snižuje náklady na starty a umožňuje větší modulární elektrárny na oběžné dráze.
  • Milníky přenosu: Probíhající testy NASA zahrnují bezdrátový přenos malých množství energie na krátké vzdálenosti, s plánem rozšiřovat se na multi-kilowattové demonstrace v nadcházejících letech (NASA Feature).
  • Globální dopady: Pokud bude úspěšná, tato technologie může poskytnout čistou, vyvstávající energii vzdáleným nebo katastrofami postiženým oblastem, podporující jak civilní, tak obranné aplikace.

Jak se partnerství NASA × Ascent Solar vyvíjí, nastavuje technické a obchodní standardy pro SBSP a staví USA do role lídra na rozvíjejícím se trhu s energií ze slunce ve vesmíru.

Inovace příští generace a budoucnost přenosu energie ze prostoru na Zemi

Solární energie ze prostoru (SBSP) byla dlouho vizionářským konceptem, ale nedávné pokroky ji přibližují realitě. Klíčovým milníkem je spolupráce mezi NASA a Ascent Solar Technologies, která inovuje ve využití tenkovrstvých fotovoltaických panelů pro efektivní výrobu energie a bezdrátový přenos z vesmíru na Zemi. Toto partnerství je součástí úsilí Space Technology Mission Directorate NASA vyvinout řešení nové generace pro pozemské i mimozemské aplikace.

Tenkovrstvé panely Ascent Solar jsou vyrobeny z lehkých, flexibilních materiálů, jako je CIGS (měď indium gallium selenid), což přináší významné výhody oproti tradičním křemíkovým solárním panelům. Tyto panely mohou být rolovány, skládány a nasazovány ve velkých oblastech s minimální hmotností—což je kritický faktor pro vesmírné starty. Podle Ascent Solar dosahují jejich moduly poměr výkonu k hmotnosti překračující 1 000 W/kg ve srovnání se 200-300 W/kg pro konvenční panely, což je činí ideálními pro orbitální nasazení.

Dalším krokem je přenos shromážděné energie zpět na Zemi. NASA a její partneři zkoumají bezdrátový přenos energie založený na mikrovlnách a laseru. V roce 2023 úspěšně demonstroval Caltech Space Solar Power Project bezdrátový přenos energie z vesmíru k přijímači na Zemi, což představuje významný důkaz konceptu. Cestovní plán NASA zahrnuje rozšíření těchto demonstrací, zlepšení účinnosti konverze a řešení atmosférických interferencí, aby zajistili spolehlivé dodávky energie s vysokou kapacitou.

  • Zisky účinnosti: Tenkovrstvé panely mohou být vyráběny ve velkém a přizpůsobovány pro vysokou účinnost ve vesmírném prostředí, s probíhajícím výzkumem zaměřeným na míry konverze přes 30 % (NREL).
  • Potenciál nasazení: Lehká povaha tenkovrstvých modulů umožňuje vypouštění větších panelů, což potenciálně generuje gigawatty energie na oběžné dráze.
  • Výzvy přenosu: Klíčové překážky zahrnují minimalizaci ztrát energie během přenosu a zajištění bezpečnosti pro vesmírné objekty a populace na Zemi.

Hledíc do budoucnosti, iniciativa NASA × Ascent Solar připravuje půdu pro komerčně škálovatelné SBSP. Pokud budou technické a regulační výzvy překonány, přenos energie ze prostoru na Zemi by se mohl stát základním kamenem globálního mixu čisté energie do 30. let, poskytujícím nepřetržitou elektřinu nezávislou na počasí (IEA).

Baréry, přelomy a strategické příležitosti v přenosu energie ze prostoru

Koncept přenosu sluneční energie shromážděné ve vesmíru přímo na Zemi—známý jako solární energie ze prostoru (SBSP)—byl dlouho lákavým řešením rostoucích energetických potřeb světa. Nedávné vývoje, zejména spolupráce mezi NASA a Ascent Solar Technologies, posouvají tuto vizi blíže realitě. Jejich práce na tenkovrstvých fotovoltaických panelech je významným krokem směrem k efektivním, lehkým a škálovatelným systémům přenosu energie ze prostoru na Zemi.

  • Baréry: Hlavní výzvy v SBSP zahrnují vysoké náklady na vypouštění a nasazení velkých solárních panelů, potřebu ultra-lehkých a odolných materiálů a bezpečný, efektivní přenos energie—typicky prostřednictvím mikrovln nebo laserových paprsků—atmosférou. Regulativní překážky a veřejné obavy o bezpečnost přenášené energie také přetrvávají. Podle zprávy NASA zůstává cena za kilogram na nízkou oběžnou dráhu omezujícím faktorem, i když se s novými technologie pro vypouštění snižuje.
  • Přelomy: Tenkovrstvá technologie CIGS (měď indium gallium selenid) Ascent Solar nabízí revoluční řešení. Tyto pružné, lehké panely mohou být rolovány pro kompaktní vypouštění a poté rozvinuty na oběžné dráze, což dramaticky snižuje hmotnost a objem ve srovnání s tradičními křemíkovými panely. V roce 2023 byla Ascent Solar vybrána NASA pro program Small Business Innovation Research (SBIR) na vývoj těchto panelů pro vesmírné aplikace, přičemž se odkazuje na jejich vysoký poměr výkonu k hmotnosti a odolnost v drsném prostředí.
  • Strategické příležitosti: Úspěšná demonstrace tenkovrstvých panelů v prostoru otevírá cestu pro velká SBSP systémů. Ty by mohly dodávat nepřetržitou, počasí nezávislou energii vzdáleným nebo katastrofami postiženým oblastem, doplňovat terestriální sítě a podporovat měsíční nebo martianské základny. Ministerstvo obrany USA také projevilo zájem, financujíc projekty jako experimenty s přenosem energie Air Force Research Laboratory. Komerční hráči, včetně Northrop Grumman a japonského JAXA, také investují do SBSP, což signalizuje rostoucí trh a potenciál pro veřejně-soukromá partnerství.

Jak NASA a Ascent Solar postupují ve technologii tenkovrstvých panelů, vyhlídky na přenos čisté, obnovitelné energie z vesmíru na Zemi se stávají stále životaschopnějšími. Překonání technických a regulačních překážek bude zásadní, ale strategické příležitosti pro energetickou bezpečnost a udržitelnost jsou obrovské.

Zdroje a odkazy

NASA Expert Describes Agency’s Tiny Solar Array With Super Power

Dafne Lajer

Napsat komentář

Your email address will not be published.

Don't Miss

Is AI Robbing Artists of Their Creative Souls? A Closer Look at the U.K.’s Controversial Proposal

Okrádá AI umělce o jejich kreativní duše? Podrobnější pohled na kontroverzní návrh ve Velké Británii

Britská vláda navrhuje umožnit AI společnostem používat chráněná díla pro
Mitsubishi Triton Reinvents Itself with a Bigger, Bolder Line-Up for the Adventurous Aussie

Mitsubishi Triton se znovu vynalézá s větší a odvážnější nabídkou pro dobrodružné Australany

Triton od Mitsubishi se vrací s rozšířenou řadou, která zahrnuje