Nhà văn Isaac Asimov được cho là người đã đưa ý tưởng về các dự án điện mặt trời trên không gian trở nên nổi tiếng vào năm 1941.
Khi cuộc cách mạng năng lượng xanh tăng tốc, các trang trại năng lượng mặt trời đã trở thành một hình ảnh quen thuộc trên toàn thế giới. Nhưng Trung Quốc đang đưa năng lượng mặt trời lên một tầm cao mới.
Theo SCMP, Trung Quốc đã công bố kế hoạch đưa một trạm năng lượng mặt trời lên quỹ đạo vào năm 2050, một kỳ tích khiến nước này trở thành quốc gia đầu tiên khai thác năng lượng của mặt trời trong không gian và chiếu tới trái đất.
Vì mặt trời luôn chiếu sáng trong không gian, nên năng lượng mặt trời trên không gian được coi là một nguồn năng lượng tái tạo đáng tin cậy duy nhất.
“Bạn không phải đối phó với chu kỳ ngày và đêm, cũng như không phải đối phó với mây hoặc các mùa. Vì vậy, lượng điện thu được sẽ có sức mạnh gấp 8 đến 9 lần”, Giáo sư Ali Hajimiri – Kỹ sư điện là giám đốc Dự án Điện Mặt trời Không gian tại Viện Công nghệ California cho biết.
Tất nhiên, việc phát triển phần cứng cần thiết để thu nhận và truyền năng lượng mặt trời cũng như phóng hệ thống vào vũ trụ sẽ rất khó khăn và tốn kém. Nhưng Trung Quốc đang xây dựng một cơ sở thử nghiệm ở thành phố Trùng Khánh, để truyền năng lượng mặt trời từ quỹ đạo xuống mặt đất.
Với hơn một phần ba số ngày bị sương mù bao phủ quanh năm, thành phố Trùng Khánh ở tây nam Trung Quốc không phải là nơi lý tưởng cho việc xây dựng trang trại năng lượng mặt trời thông thường. Tuy nhiên, các nhà khoa học tham gia dự án đã thử nghiệm một công nghệ mang tính cách mạng cho phép Trung Quốc gửi và nhận một chùm năng lượng mạnh mẽ từ không gian trong khoảng một thập kỷ.
Trước đây, thu năng lượng từ mặt trời và truyền nó đến trái đất bằng cách sử dụng cơ sở hạ tầng khổng lồ trên quỹ đạo được coi là khoa học viễn tưởng. Nhưng theo kế hoạch của chính phủ Trung Quốc, quốc gia này sẽ đặt một trạm năng lượng mặt trời 1 megawatt trong không gian vào năm 2030.
Đến năm 2049, tổng công suất điện của nhà máy sẽ tăng lên 1 gigawatt, tương đương với lò phản ứng điện hạt nhân lớn nhất hiện nay.
Sau khi động thổ ở làng Heping, quận Bishan vào 3 năm trước, việc xây dựng cơ sở thử nghiệm mặt đất trị giá 100 triệu nhân dân tệ (15,4 triệu USD) cho chương trình năng lượng mặt trời không gian quốc gia đã dừng lại, một phần vì những tranh luận về chi phí, tính khả thi và an toàn của công nghệ.
Nhưng từ tháng 6, dự án được tiếp tục hoạt động trở lại. Giáo sư kỹ thuật điện tham gia vào dự án với Đại học Trùng Khánh Zhong Yuanchang cho biết: việc xây dựng cơ sở này sẽ hoàn thành vào cuối năm nay.
Một chùm năng lượng chuyên sâu sẽ cần phải xuyên qua đám mây một cách hiệu quả và chạm vào một trạm mặt đất một cách trực tiếp và chính xác, thay vì chỉ hoạt động vào ban ngày như các nhà máy năng lượng mặt trời hiện nay.
Từ những năm 1960, một số nhà khoa học và kỹ sư không gian đã bị thu hút bởi ý tưởng về một trạm năng lượng mặt trời trong không gian.
Trong vài thập kỷ qua, nhiều dạng trạm năng lượng mặt trời khác nhau đã được đề xuất từ khắp nơi trên thế giới nhưng chúng vẫn chỉ là lý thuyết vì những thách thức kỹ thuật lớn.
Tại Bishan, các nhà nghiên cứu Trung Quốc đã nhận được năng lượng không dây phát ra từ một khí cầu cách mặt đất 300 m. Khi cơ sở Bishan hoàn thành, họ có kế hoạch nâng tầm hoạt động lên hơn 20km với một khí cầu thu năng lượng mặt trời từ tầng bình lưu.
Các nhà nghiên cứu cũng sẽ thử nghiệm một số ứng dụng thay thế của công nghệ, chẳng hạn như sử dụng chùm năng lượng để cung cấp năng lượng cho máy bay không người lái.
Tuy nhiên, rủi ro về an toàn của một nhà máy năng lượng mặt trời không gian không phải là không đáng kể.
Cụ thể, khi các tấm pin mặt trời khổng lồ quay để đuổi theo mặt trời, chúng có thể tạo ra những rung động nhỏ nhưng dai dẳng trong súng phát tia vi sóng có thể gây ra hỏa hoạn. Do đó, “trang trại không gian” sẽ cần một hệ thống điều khiển bay cực kỳ tinh vi để duy trì mục tiêu của nó ở một điểm nhỏ trên trái đất.
Vấn đề bức xạ cũng là một điều khiến các nhà nghiên cứu bận tâm. Bởi lẽ, người dân không thể sống trong phạm vi 5km từ trạm tiếp nhận mặt đất cho nhà máy năng lượng mặt trời 1GW của Trung Quốc trong không gian.
Ngay cả một chuyến tàu cách xa hơn 10 km cũng có thể gặp sự cố như mất liên lạc đột ngột vì tần số của lò vi sóng được cấp năng lượng sẽ ảnh hưởng đến Wifi.
Hồi tháng 5, Giáo sư Ge Changchun, nhà khoa học chính trong chương trình nhà máy năng lượng mặt trời không gian quốc gia thuộc Viện Khoa học Trung Quốc cho biết dự án này đã vấp phải nhiều phản đối.
Nhưng khi chính phủ Trung Quốc công bố mục tiêu trung hòa carbon vào năm 2060, nó nhận được sự hỗ trợ mạnh mẽ từ ngành năng lượng.
Hầu hết nguồn năng lượng mới, chẳng hạn như năng lượng mặt trời và gió, không ổn định. Với các lựa chọn khác, chẳng hạn như công nghệ hạt nhân nhiệt hạch vẫn chưa chắc chắn về mặt kỹ thuật, một hệ thống điện mặt trời trên không gian “sẽ là một lựa chọn chiến lược chính”, Giáo sư Ge Changchun cho biết.
Nếu Trung Quốc không làm điều đó, Mỹ và các nước phương Tây khác sẽ làm. Không có chương trình trạm năng lượng mặt trời không gian dân dụng ở Mỹ vào thời điểm hiện tại. Nhưng trong những năm gần đây, quân đội Mỹ ngày càng quan tâm đến công nghệ này.
Bất chấp những tranh cãi, công nghệ điện mặt trời không gian đóng một vai trò quan trọng trong kế hoạch phát triển không gian của Trung Quốc. Bởi, nó sẽ kích thích sự phát triển của một loạt các công nghệ tiên tiến, bao gồm tên lửa siêu thanh, máy bay không gian siêu thanh dùng cho vận tải giá rẻ, cơ sở hạ tầng quỹ đạo khổng lồ và vũ khí năng lượng có định hướng.
Trung Quốc hiện đang thua Mỹ về công nghệ vũ trụ, nhưng chương trình này sẽ đưa quốc gia đông dân nhất thế giới vào vị trí dẫn đầu trong cuộc đua.
