Space Solar Power ผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์นอกโลก

รู้หรือไม่ว่านอกโลกหรือในอวกาศเป็นที่ที่ผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ได้ดีที่สุด เพราะสามารถผลิตไฟฟ้าได้ตลอด 24 ชั่วโมง ไม่มีเวลากลางคืน แถมยังไม่มีเมฆมาบัง ทำให้ผลิตไฟฟ้าได้อย่างเต็มเม็ดเต็มหน่วย จึงมีแนวคิดในการทำ Space Solar Farm ผลิตไฟฟ้าจากอวกาศมาหล่อเลี้ยงเมือง

แนวคิด Space Solar Farm เกิดขึ้นได้อย่างไร

ปัญหาการขาดแคลนพลังงานได้ดำเนินเข้าใกล้ภาวะวิกฤตไปทุกที ทำให้นักวิทยาศาสตร์พยายามเร่งหาวิธีเพิ่มประสิทธิภาพพลังงานแสงอาทิตย์จากโซลาร์เซลล์ให้สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้เพียงพอต่อความต้องการใช้ไฟฟ้าของคนทั้งโลก 

อย่างไรก็ตาม สิ่งหนึ่งที่เป็นอุปสรรคในการผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ก็คือ สภาพอากาศที่เปลี่ยนแปลง ไม่ว่าจะเป็นเมฆที่บดบัง หรือฝนที่ตกกระหน่ำลงมาในฤดูต่าง ๆ ทำให้ประเทศที่อยู่ใกล้ขั้วโลก และประเทศที่อยู่ในเขตหนาว อย่างประเทศในแถบยุโรป จีน ญี่ปุ่น ที่มีบางช่วงของปีมีกลางวันสั้นกว่ากลางคืน ทำให้แสงแดดเป็นทรัพยากรที่หายาก และนำมาผลิตไฟฟ้าได้น้อยกว่าความต้องการไฟฟ้าของประเทศ 

ที่ผ่านมา มีความพยายามที่จะลดข้อจำกัดดังกล่าว โดยการทดลองเคลือบกราฟีนลงบนโซลาร์เซลล์ ทำให้แม้เม็ดฝนตกกระทบก็ยังสร้างกระแสไฟฟ้าได้ แต่ประสิทธิภาพที่ได้ก็ยังไม่เต็มร้อยอยู่ดี 

แล้วพื้นที่ใดเล่าที่สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าได้ตลอด 24 ชั่วโมง ไม่มีเมฆมาบดบัง และไม่มีฝนตก อวกาศจึงเป็น Solution ของการแก้ไขปัญหานี้ 

แนวคิด Space Solar Farm เกิดขึ้นมาจากการที่แต่ละประเทศต้องการหาพื้นที่ในการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ที่มีประสิทธิภาพ ประหยัดพื้นที่ สามารถส่งพลังงานไฟฟ้ามาหล่อเลี้ยงเมืองได้อย่างเพียงพอในทุกฤดูกาล

Space Solar Farm คืออะไร

Space Solar Farm เป็นการผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ในอวกาศ นอกชั้นบรรยากาศ และส่งพลังงานไฟฟ้ากลับมาสู่โลกแบบไมโครเวฟ หรือแสงเลเซอร์ ซึ่งสามารถเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้า โดยใช้เซลล์สุริยะได้ตลอด 24 ชั่วโมง 7 วัน ไร้กังวลเรื่องสภาพอากาศที่เปลี่ยนแปลงอยู่เสมอ ช่วยเพิ่มเสถียรภาพด้านพลังงานของเมือง 

หลักการทำงานคล้ายกับการใช้พลังงานแสงอาทิตย์เปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้าเช่นเดียวกับการทำ Solar Farm บนโลก แต่เป็นการติดตั้งในอวกาศ 

การผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์จากโรงไฟฟ้าสถานีอวกาศ (Space-based Solar Power Station: SSPS) จะมีองค์ประกอบที่สำคัญดังต่อไปนี้ 

• ส่วนรับแสง โดยจะมีทั้งแผงโซลาร์เซลล์ แผ่นกระจกสะท้อนรวมแสงอาทิตย์
• ส่วนรวบรวมแสงอาทิตย์ (Collector) รวบรวมแสงอาทิตย์ที่ได้ไปผลิตเป็นไฟฟ้ากระแสตรง (DC)
• ส่วน Transmitter สร้างรังสีไมโครเวฟหรือเลเซอร์ ส่งกระแสไฟฟ้ากลับมายังพื้นโลก
• แผงรับสัญญาณ (Rectifying antenna: Rectenna) ที่อยู่บนพื้นโลก ซึ่งจะมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 2-3 กิโลเมตร จะช่วยแปลงสัญญาณ และส่งกระแสไฟฟ้าไปใช้ในเมือง

คลื่นไมโครเวฟที่ส่งมา จะเป็นคลื่นในช่วงความยาวที่ไม่เป็นอันตรายต่อคน สัตว์ และสิ่งแวดล้อม ทำให้เราสามารถสบายใจได้ และที่สำคัญคือ ปริมาณไฟฟ้าที่ส่งมาในแต่ละปี คาดการณ์ว่าจะมากกว่าการผลิตโซลาร์เซลล์บนโลกถึง 40 เท่า หรือสามารถผลิตไฟฟ้าได้ 2,000 กิกะวัตต์ต่อปี  

ข้อดี-ข้อจำกัด ของการติดตั้งเซลล์สุริยะนอกโลก

ข้อดี

• สามารถผลิตไฟฟ้าได้เป็นจำนวนมาก และรับพลังงานจากแสงอาทิตย์ได้แบบเต็ม ๆ ไม่มีชั้นบรรยากาศและเมฆมาบดบัง
• สามารถผลิตไฟฟ้าได้ตลอด 24 ชั่วโมง 7 วัน
• สามารถติดตั้งได้ทุกมุมทั่วโลก แม้เหนือพื้นที่ที่มีแสงอาทิตย์น้อยอย่างขั้วโลกก็สามารถติดตั้งได้
• ลดปัญหาเรื่องมลพิษ สิ่งแวดล้อม และเรื่องโลกร้อน

ข้อจำกัด

• มีค่าใช้จ่ายที่ค่อนข้างสูง ทั้งการติดตั้งระบบและบำรุงรักษา ทำให้ต้องมีผู้เชี่ยวชาญคอยดูแลและบำรุงรักษาอย่างต่อเนื่อง
• เกิดความเสียหายจากขยะอวกาศได้ง่าย อาจจะเกิดการชน เสียดสี หรือทำให้เกิดความเสียหายได้
• ความล่าช้าในการพัฒนาของนานาประเทศ การประสานความร่วมมือกัน เพื่อลดต้นทุน แต่อาจจะทำให้มีปัญหาเรื่องนโยบายที่แตกต่างกันของแต่ละประเทศ ทำให้แผนงานล่าช้า

การพัฒนา Space Solar Power ของประเทศต่าง ๆ

แม้ว่า Concept Idea จะดูเหมือนหนังไวไฟ หรือนวนิยายอวกาศ แต่แนวคิดดังกล่าวสามารถทำได้จริง และมีหลายประเทศที่เริ่มขยับตัวเดินหน้าโครงการการผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์จากนอกโลกแล้ว 

จีนตั้งเป้าจะตั้งสถานีผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ในอวกาศในปี 2035

จีน พี่ใหญ่ของเอเชียที่มีการพัฒนาประเทศและมีความต้องการใช้ไฟฟ้ามากขึ้นทุกปีอย่างต่อเนื่อง ได้มองหาแหล่งพลังงานไฟฟ้าที่มีความเสถียรและสามารถผลิตไฟฟ้าได้เพียงพอต่อความต้องการ โดยมีโครงการ "สถานีไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์บนอวกาศ" ซึ่งอยู่ระหว่างการค้นคว้าและวิจัยอย่างเข้มข้น โดยมีการสร้างฐานทดสอบในเขตปี้ซาน เทศบาลนครฉงชิ่งของจีน ซึ่งจะเป็นจริงได้หรือไม่ เราต้องติดตามดูกันต่อไป 

องค์การอวกาศยุโรปกำลังศึกษาความเป็นไปได้ของโครงการ เพื่อเดินหน้าโครงการต่อไป

องค์การอวกาศยุโรป หรือ ESA (European Space Agency) ได้เริ่มโครงการที่ชื่อว่า Solaris ในการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์บนอวกาศ โดยมีแนวคิดที่จะส่งยานอวกาศที่ติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ขนาดใหญ่ไปติดตั้งในระดับวงโคจรค้างฟ้า (GEO: Geostationary Earth Orbit) เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าแล้วส่งกลับมาบนโลกเช่นเดียวกัน

เรื่องการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ไม่ใช่เรื่องใหม่ และเป็นเรื่องที่ทั่วโลกมีการพูดคุยกันอยู่ตลอดเวลา และเราคาดว่าจะได้เห็น Space Solar Farm เกิดขึ้นในเร็ววันนี้ เพราะพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานที่ตอบโจทย์การใช้ไฟฟ้ามากที่สุดในปัจจุบัน ไม่ว่าจะเป็นเรื่องประสิทธิภาพการผลิตกระแสไฟฟ้า ไปจนถึงการเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม 

พลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานสะอาดและหมุนเวียน จึงช่วยลดโลกร้อน ลดมลพิษ ลดค่าใช้จ่าย Solar D บริษัทติดตั้งโซลาร์เซลล์ ขอเป็นส่วนหนึ่งในการสนับสนุนการใช้พลังงานสะอาดในชีวิตประจำวัน 

สำหรับผู้ที่สนใจติดโซลาร์เซลล์และ Tesla Powerwall สามารถปรึกษากับเราได้ หรือชมสินค้าจริงได้ที่ Solar D Gallery ที่ Central Embassy ชั้น 4

ข้อมูลอ้างอิง

เทคโนโลยีโซลาร์เซลล์จากพื้นโลกสู่อวกาศ. สืบค้นเมื่อวันที่ 22 มิถุนายน 2566

Space-Based Solar Power : แหล่งพลังงานจากอวกาศ. สืบค้นเมื่อวันที่ 22 มิถุนายน 2566

การผลิตไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์จากโรงไฟฟ้าสถานีอวกาศ . สืบค้นเมื่อวันที่ 22 มิถุนายน 2566

ยุโรปหาแหล่งพลังงานใหม่ในการจัดการวิกฤตพลังงาน.  สืบค้นเมื่อวันที่ 22 มิถุนายน 2566

จีนมองไกลสร้าง “ฟาร์มโซลาร์เซลล์กลางอวกาศ” ผลิตกระแสไฟส่งกลับมายังโลก. สืบค้นเมื่อวันที่ 22 มิถุนายน 2566

Space-Based Solar Power: The Future Source of Energy?. สืบค้นเมื่อวันที่ 22 มิถุนายน 2566