지구 궤도의 태양광 패널 어레이가 우리에게 필요한 모든 청정 전기를 제공할 수 있을까요?

후안 콜 2023년 7월 31일

앤아버(Informed Comment) – 유럽 우주국(European Space Agency)은 미국에서 NASA나 심지어 러시아 우주국인 로스코스모스(Roscosmos)만큼 잘 알려져 있지 않습니다. 그러나 유럽 22개 국가가 자금을 지원하는 연간 70억 달러 규모의 이 기관은 태양광 발전에 대한 판도를 바꾸는 아이디어로 판명될 수 있습니다. ESA는 지구 궤도에 쇼핑몰 크기의 태양광 패널 어레이를 설치하는 것을 고려하고 있습니다. 이 기관은 "Solaris"라는 3년간의 연구에 자금을 지원했습니다. 이것이 폴란드 작가 Stanislaw Lem의 1961년 동명 SF 소설에 대한 언급인지는 모르겠습니다. 프로젝트는 여기에 자세히 설명되어 있습니다.

길이가 0.5마일이 조금 넘는 ESA 패널 어레이는 2기가와트의 전력을 생성합니다. 그 전기는 2.45GHz의 마이크로파로 변환되어 "렉테나"라고 불리는 지구 표면의 중계국으로 전송됩니다. 그곳에서 다시 전기로 변환되어 약 150만 가구에 전력을 공급할 것입니다. 이는 대규모 원자력 발전소와 맞먹는 수준이 될 것이다.

H/t ESA

이 계획은 지상 태양광 패널과 관련된 몇 가지 문제를 해결할 것입니다. 지금까지 패널은 상대적으로 큽니다(지붕에 16개가 있고 많은 부분을 덮고 있습니다). 그래서 그들을 위해서는 많은 땅이 필요합니다. 이러한 어려움 중 일부는 사막에 설치하면 해결될 수 있지만, 생산된 전기를 주요 고객인 도시로 가져가려면 고밀도 송전선을 구축해야 한다는 문제가 있습니다. 따라서 상당한 양의 토지와 전송 용량이 필요합니다. 그러면 패널은 밤에 전기를 생성하지 않으므로 실제로 배터리나 기타 에너지 저장 장치와 짝을 이루어야 하며 이는 또 다른 비용입니다.

마이크로파 형태로 에너지를 전송할 수 있는 우주 태양전지 어레이는 세 가지 문제를 모두 해결할 수 있습니다. 우주 공간에는 충분한 공간이 있으며 어디든 전송할 수 있습니다(NASA의 아르테미스 프로그램과 중국 우주 프로그램의 계획된 달 식민지 포함). Australian Broadcasting Co.의 James Purtill은 패널 어레이를 궤도에 올려 지구의 밤에도 항상 햇빛을 받을 수 있다고 설명합니다.

20세기 중반에 처음 시작된 이 아이디어가 다시 심각하게 고려되고 있는 이유 중 하나는 부분적으로 재사용 가능한 로켓의 등장으로 인해 우주로의 탑재 비용이 극적으로 떨어졌기 때문입니다. 퍼틸은 불과 20년 만에 비용이 거의 20배나 떨어졌고 패널도 더 가벼워졌다고 말합니다. 그럼에도 불구하고 ESA는 국제 우주 정거장을 건설하는 데 걸린 것보다 그러한 배열을 건설하는 데 더 많은 여행이 필요할 것이라고 말합니다. 설정하는 데 40개 이상의 미션이 필요했습니다.

2050년까지 탄소 오염을 제로로 만드는 것은 전 세계적으로 어려운 과제이며, 우리는 몇 가지 획기적인 방법을 사용할 수 있습니다. 이는 케네디 대통령의 문샷과 동일하지만, 어떤 면에서는 원칙적으로 훨씬 덜 어려운 일입니다. 왜냐하면 이 기술의 모든 요소가 입증되었고 원칙적으로 우리는 이를 수행하는 방법을 알고 있기 때문입니다.

바이든 대통령은 이미 인프라법과 IRA를 통해 에너지 혁명의 중추적인 대통령으로 역사책에 기록되었습니다. 그러나 만약 그가 태양 전지판을 지구 궤도에 올리는 프로그램을 시작했다면, 그것은 그의 유산에 느낌표를 추가하게 될 것입니다.

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