Space-Based Solar Power is Dead

Sabine Hossenfelder

21 May 202406:49

Summary

TLDR地球を周回する宇宙型ソーラーパネルのアイデアは、24時間365日のクリーンエネルギー供給を約束していますが、実現には多くの課題があります。コストが高額であること、エネルギーの多段変換による効率の低下、宇宙線や宇宙ゴミによる設備の損傷、地球に必要な受信エリアの広さなど、多くの問題が指摘されています。2021年、英国政府は宇宙型ソーラーパワーの実現可能性を検討し、2020年代初頭までに英国のエネルギーニーズの大部分を満たすことが可能ですと結論付けています。しかし、NASAの報告書では、これらが最も有利な状況下であっても、地上の再生可能エネルギーよりもはるかにコストがかかるとされる一方、ESAの技術者による研究では、衛星が地球の影に入ることによる急激な温度変化やビームの正確な照準が困難であることが示されています。これらの報告書により、宇宙型ソーラーパワーの将来について疑問が投げかけられています。

Takeaways

🛰️ 地球周回軌道上の太陽光発電アレイがエネルギーを地上に送信するというスペースベースの太陽光発電のアイデアは、一年ほど前のビデオで批判された。
🚫 最近の2つの報告書がこのアイデアを徹底的に否定し、面白い方法でではなく、現実的な問題を指摘している。
🌍 各国政府は気候変動対策として、70年代に考案されたスペースベースの太陽光発電を含む様々なアイデアを検討している。
🌞 このコンセプトは、太陽光を集めてマイクロ波に変換し、地球上の受信ステーションに送信するというものだが、技術的課題が多い。
💸 主な問題は、軌道に大量の物資を送るコストと効率が低いことだが、発射コストが急速に下がっている点は好材料だ。
🛠️ 宇宙放射線、宇宙塵、デブリによる装置の損傷が予想されるため、維持管理が難しい。
🦅 ビームの出力密度が低くないと鳥が焼けて落ちる可能性があるため、地上の受信アレイはマンハッタンほどの広さが必要。
🇬🇧 イギリスを含むいくつかの国がこのアイデアに投資し、特に英国ビジネス・エネルギー・産業戦略省は2040年代初頭に実現可能と評価している。
🇨🇳 中国は2030年までに軌道上の発電所を目指し、日本宇宙システム会社は2025年までに実現を目指している。
🚀 2022年にNASAがこのアイデアのコストを調査し、最適な条件でも地上の再生可能エネルギーよりもコストが高いと結論付けた。
🌡️ 以前ESAに勤務していたエンジニアの研究では、衛星が地球の影に入ると急激に温度が下がるため、標準的な電子機器では対応が難しいと指摘されている。
📡 ビームを正確に照準するのが困難で、効率がさらに低下する可能性がある。
📅 ESAもスペースベースの太陽光発電の技術的および経済的な実現可能性に関する報告書を作成中で、来年発表予定。
📉 NASAとESAの結論が一致すれば、このアイデアは終了する可能性が高い。

Q & A

宇宙型太陽光発電とはどのようなアイデアですか？
-宇宙型太陽光発電は、地球軌道上に設置された太陽光パネルを用いて太陽光を集め、それを電子束やマイクロ波束として地球表面に伝える技術です。
宇宙型太陽光発電が注目される背景は何ですか？
-地球温暖化に対抗するための新たなアイデアとして、1970年代から提案され、近年では技術の進歩により再び注目を集めています。
宇宙型太陽光発電の主要な難点は何ですか？
-太陽光を集める装置を動かすことが必要なため、宇宙ごみ問題やコストの高さ、エネルギー変換の効率の低さなどが挙げられます。
宇宙型太陽光発電の効率はどの程度ですか？
-複数のエネルギー変換が必要で、数千キロメートルを越えてエネルギーを運ぶため、効率は非常に低くなる可能性があります。
宇宙環境下で太陽光発電装置にどのような影響が考えられますか？
-宇宙線、ほこり、宇宙ごみなどが装置に継続的な損傷を与える可能性があります。
地球表面での受信エリアの大きさはどの程度ですか？
-ビームのパワー密度を低く保つ必要があるため、受信エリアは約50から100平方公里の広さになります。
イギリスは宇宙型太陽光発電にどのように対応していますか？
-2021年にビジネス、エネルギー、産業戦略省がfeasibility-assessmentを依頼し、2040年代初頭までに英国のエネルギーニーズの大部分を満たすことが可能だと結論付けています。
宇宙型太陽光発電を研究している企業や研究機関には誰がいますか？
-エアバス、ケンブリッジ大学、ロックヒド・マーチンなどがそのアイデアに投資しています。
NASAの報告書によると、宇宙型太陽光発電のコスト効率はどのようになっていますか？
-基本的なシナリオでは、地面ベースの再生可能エネルギーよりもはるかに高価であることがわかりました。
ESAの技術者による新たな問題点とは何ですか？
-衛星が地球の影に入ることで急激な温度変化が生じることや、ビームの精密な照射が困難であることが指摘されています。
Brilliant.orgはどのようなサービスを提供していますか？
-科学、コンピュータサイエンス、数学の様々なトピックに関するコースを提供しており、インタラクティブな可視化や追跡質問、実行可能なPythonスクリプト、デモンストレーション実験付きのビデオが特徴です。