Energia z Kosmu: Jak NASA a Ascent Solar vytvářejí budoucnost přenosu energie ze space

• Energetika ze Space: Tržní prostředí a vznikající poptávka
• Pokroky ve tenkých filmových solárních systémech a technologiích přenosu energie
• Hlavní hráči a strategické spolupráce v přenosu energie ze space na Zem
• Očekávaný růst a investiční příležitosti v přenosu energie ze space
• Geografická ohniska a politické motory energetických iniciativ ze space
• Inovace nové generace a cesta dál pro přenos energie ze space na Zemi
• Baréry, rizika a strategické příležitosti v přenosu energie ze space
• Zdroje a odkazy

“Shrnutí zpráv ze space: Červenec 2025. Senioři editor Space Aerospace vyčerpávající analýza neúprosného rozšiřování Starlinku SpaceX a milníků Falcon 9. SpaceX i nadále dominuje komerčnímu trhu s lety, přičemž jeho soustava Starlink roste dosud nevídaným tempem.” (zdroj)

Energetika ze Space: Tržní prostředí a vznikající poptávka

Koncepce energetiky ze space (SBSP) dlouhodobě slibuje revoluční skok v čisté výrobě energie tím, že zachycuje sluneční energii na orbitě a přenáší ji na Zemi. Nedávné vývoje, především spolupráce mezi NASA a Ascent Solar Technologies, činí tuto vizi blížící se realitě. Jejich práce se soustředí na pokročilé tenké filmové fotovoltaické systémy navržené pro efektivní výrobu energie a bezdrátový přenos z prostoru na pozemské přijímače.

V roce 2023 vybrala NASA Ascent Solar k vývoji lehkých, flexibilních tenkých filmových solárních systémů pro její iniciativy přenosu energie ze space. Tyto systémy, vyrobené z materiálů CIGS (měď, indium, gallium, selenid), nabízejí vysokou účinnost a odolnost při výrazném snížení hmotnosti a nákladů při startu ve srovnání s tradičními křemíkovými panely (NASA). Technologie tenkého filmu je klíčová pro SBSP, neboť každý kilogram ušetřený na hmotnosti startu se promítá do významných úspor nákladů a větší škálovatelnosti.

Tržní prostředí pro SBSP se rychle vyvíjí. Podle zprávy z roku 2024 od MarketsandMarkets se očekává, že celosvětový trh SBSP dosáhne 4,5 miliardy USD do roku 2030, s ročním růstem o 8,2 % od roku 2024. Tento růst je poháněn rostoucí poptávkou po energiích, cíli dekarbonizace a potřebou odolných, mimořádně výkonných energetických řešení. Oblast Asie-Pacifik, vedená Japonskem a Čínou, investuje značné prostředky do výzkumu SBSP a pilotních projektů, zatímco USA využívají veřejno-soukromé partnerství k urychlení připravenosti technologií.

• Technické milníky: V roce 2023 úspěšně prokázal projekt Space Solar Power Project (SSPP) na Caltechu bezdrátový přenos energie ve vesmíru, což ověřuje proveditelnost přenosu energie na Zemi (Caltech).
• Vznikající poptávka: Obranné agentury, vzdálené komunity a týmy reagující na katastrofy jsou identifikováni jako brzkí adoptoři, kteří hledají spolehlivé, rychle nasaditelné zdroje energie nezávislé na pozemské infrastruktuře.
• Výzvy: Regulační rámce, efektivita přenosu a infrastruktura pozemských přijímačů zůstávají překážkami, ale probíhající výzkum a vývoj a mezinárodní spolupráce tyto problémy řeší.

Projekt tenkých filmových panelů NASA a Ascent Solar představuje zrychlující se momentum v SBSP. Jak technické překážky opadají a poptávka na trhu roste, je přenos energie ze space na Zemi připraven stát se transformační silou v globálním energetickém prostředí.

Pokroky ve tenkých filmových solárních systémech a technologiích přenosu energie

Nedávné pokroky v tenkých filmových solárních systémech a technologiích přenosu energie rychle transformují vyhlídky na energetiku ze space (SBSP). Významného milníku bylo dosaženo v roce 2024, když NASA, ve spolupráci s Ascent Solar Technologies, úspěšně otestovala lehký, flexibilní tenký filmový solární systém navržený pro přenos energie ze space na Zemi (NASA). Toto partnerství si klade za cíl vyřešit kritickou výzvu efektivního zachycování sluneční energie ve vesmíru a bezdrátového přenosu na pozemské přijímače, koncept, který byl dlouho považován za potenciální krizi pro globální dodávku energie.

Tenčí filmové systémy Ascent Solar využívají technologii CIGS (měď, indium, gallium, selenid), která nabízí vysokou účinnost (až 17,8 % v laboratorních podmínkách) a výjimečnou flexibilitu ve srovnání s tradičními panely na bázi křemíku (Ascent Solar). Tyto systémy jsou ultralehké—pod 1 kilogram na čtverečný metr—což je činí ideálními pro nasazení ve vesmíru, kde je hmotnost startu kritická omezení. V roce 2023 dodala Ascent Solar NASA 200wattový prototypový panel pro integraci do experimentů s bezdrátovým přenosem energie agentury (NASA Novinky).

Jádro procesu přenosu energie zahrnuje převod zachycené sluneční energie na mikrovlnné nebo laserové paprsky, které jsou následně přenášeny na pozemské rectennasy (antény pro usměrnění), které převádějí energii zpět na elektrickou energii. V nedávných testech NASA prokázala bezpečný a efektivní přenos 1,6 kilowattů energie na vzdálenost 1 kilometru pomocí mikrovlnného přenosu, přičemž účinnosti přeměny přesahovaly 40 % na obou koncích (NASA Power Beaming Demo).

• Škálovatelnost: Tenké filmové systémy mohou být vyráběny ve velkých listech, což umožňuje výstavbu solárních farem s výkonem v megawattech.
• Odolnost: Tenké vrstvy CIGS jsou odolné vůči radiaci a teplotním extrémům, což je klíčové pro dlouhodobé operace ve vesmíru.
• Snížení nákladů: Lehká povaha tenkých filmových systémů úspěšně snižuje náklady na start a nasazení.

Díky těmto pokrokům NASA a Ascent Solar připravují půdu pro první praktické ukázky nepřetržité, obnovitelné energie přenášené ze space na Zemi. Pokud se tato technologie rozšíří, mohla by poskytnout spolehlivý, 24/7 zdroj energie, nezávislý na počasí nebo denním světle, a hrát zásadní roli v globálním přechodu na čistou energii (IEA Renewables 2023).

Hlavní hráči a strategické spolupráce v přenosu energie ze space na Zemi

Historie výzkumu energetiky ze space (SBSP) se v posledních letech zrychlila, přičemž NASA a inovátoré v soukromém sektoru, jako je Ascent Solar Technologies, stojí v čele. Jejich spolupráce je zásadní vývoj v úsilí přenášet energii z orbity na Zemi, přičemž využívají pokročilou tenkou filmovou fotovoltaickou (PV) technologii, aby byla technika přenosu energie ze space na Zemi proveditelnější a efektivnější.

Úloha a vize NASA

• NASA dlouhodobě prosazuje SBSP jako potenciální řešení globálních energetických výzev a financuje výzkum a demonstrační projekty prostřednictvím svého ředitelství pro vesmírné technologie (NASA).
• V roce 2023 udělila NASA Ascent Solar smlouvu v rámci svého programu výzkumu inovací malých podniků (SBIR) na vývoj lehkých, flexibilních solárních systémů optimalizovaných pro nasazení ve vesmíru (Tisková zpráva NASA).

Průlomový tenký film Ascent Solar

• Ascent Solar se specializuje na technologii tenkých filmů CIGS (měď, indium, gallium, selenid), která nabízí vysoké poměry výkonu k váze a flexibiliitě—klíčové pro vesmírné aplikace (Ascent Solar).
• Jejich nejnovější moduly dosahují účinnosti nad 15 % a lze je rolovat nebo skládat pro kompaktní start a poté je rozvinout na orbitě pro maximální načítání energie (PV Tech).

Strategická spolupráce: Příprava na přenos energie

• Partnerství NASA × Ascent Solar si klade za cíl integrovat tyto tenké filmové systémy do prototypových systémů SBSP, které by shromažďovaly sluneční energii ve vesmíru a převáděly ji na mikrovlny nebo lasery pro přenos na pozemské přijímače.
• Nedávné laboratorní demonstrace prokázaly úspěšný bezdrátový přenos energie na krátké vzdálenosti, přičemž jsou plánovány orbité testy do roku 2027 (Space.com).
• Tato spolupráce je součástí širšího trendu, přičemž další agentury, jako například Ministerstvo obrany USA, a mezinárodní partneři také investují do výzkumu SBSP (Ministerstvo obrany USA).

Jak technologie zraje, aliance NASA × Ascent Solar se připravuje na definující roli v komercializaci přenosu energie ze space na Zemi, což by mohlo transformovat globální energetické prostředí a posunout vizi čisté, nepřetržité energie ze space vpřed.

Očekávaný růst a investiční příležitosti v přenosu energie ze space

Spolupráce mezi NASA a Ascent Solar Technologies představuje rozhodující moment v evoluci energetiky ze space (SBSP), zejména v kontextu přenosu energie z orbity na Zemi. Ultra-lehké, flexibilní tenké filmové fotovoltaické panely Ascent Solar jsou vyvíjeny pro iniciativy přenosu energie NASA, s cílem prokázat proveditelnost shromažďování sluneční energie ve vesmíru a bezdrátového přenosu na pozemské přijímače. Tato technologie by mohla revolucionalizovat globální energetické trhy tím, že by nabízela nepřetržitou, nezávislou na počasí energii, čímž by čelila obavám o energetickou bezpečnost a udržitelnost.

Nedávné vývoje urychlily časový rámec pro praktické demonstrace. V roce 2023 vybrala NASA Ascent Solar k vývoji pokročilých tenkých filmových solárních polí pro její experimenty s přenosem energie ze space, přičemž využívá patentovanou technologii CIGS (měď-indium-gallium-selenid) společnosti (NASA). Tyto panely jsou navrženy tak, aby byly vysoce efektivní, lehké a schopné odolat drsným podmínkám vesmíru, což je činí ideálními pro nasazení na družicích a orbitálních platformách.

Celosvětový trh SBSP se očekává, že významně poroste, přičemž odhady naznačují, že by mohl dosáhnout 15,3 miliardy USD do roku 2032, s ročním růstem o 8,2 % od roku 2023 (Precedence Research). Úspěšná demonstrace přenosu energie ze space na Zemi by odemkla značné investiční příležitosti v několika sektorech:

• Výroba satelitů: Očekává se, že poptávka po pokročilých solárních systémech a modulech pro přenos energie prudce vzroste, a to ve prospěch společností specializujících se na lehké a vysoce efektivní fotovoltaiky.
• Pozemní infrastruktura: Vývoj rectenn (antény pro usměrnění) a systémů pro ukládání energie pro příjem a distribuci přenášené energie bude vyžadovat významné kapitálové investice.
• Energetické utility: Utility mohou investovat do SBSP jako způsobu diverzifikace energetických portfolií a zvýšení odolnosti elektrických sítí, zejména v odlehlých nebo katastrofou postižených oblastech.
• Venture capital a soukromý equity: Rané financování plyne do startupů SBSP, přičemž v letech 2023 a 2024 byly realizovány významné investice do společností vyvíjejících technologie bezdrátového přenosu energie a orbitalní montáže (SpaceNews).

Jak NASA a Ascent Solar pokročují ve svém projektu tenkých filmových systémů, je připravena nová éra čisté energie. Konvergence veřejných a soukromých investic, spojena s rychlým technologickým pokrokem, umisťuje přenos energie ze space na Zemi jako transformační příležitost pro globální energetické prostředí.

Geografická ohniska a politické motory energetických iniciativ ze space

Úsilí o energetiku ze space (SBSP) získalo značnou dynamiku, kdy se geografické a politické motory spojují ke zrychlení inovací. Významným milníkem je spolupráce mezi NASA a Ascent Solar Technologies, která si klade za cíl prokázat proveditelnost přenosu sluneční energie ze space na Zemi pomocí pokročilých tenkých filmových fotovoltaických panelů. Tato iniciativa je součástí širšího trendu, protože národy a agentury uznávají potenciál SBSP k dodávání čisté, nepřetržité energie a k řešení obav o energetickou bezpečnost na Zemi.

• United States: USA se staly lídrem v výzkumu SBSP, přičemž program Artemis NASA a Ministerstvo obrany zkoumají přenos energie na orbitě pro civilní i vojenské aplikace. Projekt NASA × Ascent Solar využívá lehké, flexibilní tenké filmové solární systémy, které jsou klíčové pro snížení nákladů na start a zvýšení efektivity zachycování energie na orbitě (NASA).
• Japonsko: Ministerstvo hospodářství, obchodu a průmyslu Japonska si stanovilo ambiciózní cíle pro SBSP s cílem demonstrovat přenos mikrovlnné energie ze space na Zemi do poloviny 20. let. Program Space Solar Power Systems (SSPS) země je celosvětovým lídrem, přičemž vládní a průmyslová partnerství urychlují pokrok.
• Evropa: Evropská kosmická agentura (ESA) spustila iniciativu Solaris v roce 2022 na posouzení proveditelnosti SBSP pro přechod energetického systému kontinentu. Program Solaris hodnotí politické rámce, technické výzvy a příležitosti pro mezinárodní spolupráci.
• Čína: Čína oznámila plány na vybudování stanice pro přenos solární energie ze space do roku 2028, s cílem přenášet energii na pozemské stanice pomocí mikrovln nebo laserů. To se shoduje s širší strategií Číny vést v oblasti obnovitelné energie a vesmírných technologií.

Politické motory zahrnují mandáty dekarbonizace, energetickou bezpečnost a potřebu odolné infrastruktury. Demonstrace NASA × Ascent Solar je rozhodující krok, ukazující, jak veřejno-soukromá partnerství a mezinárodní konkurence formují budoucnost přenosu energie ze space na Zemi. Jak se tyto projekty vyvíjejí, budou regulační rámce a spolupráce přes hranice nezbytné k řešení alokace spektra, bezpečnosti a environmentálních dopadů (IEA).

Inovace nové generace a cesta dál pro přenos energie ze space na Zemi

Úsilí o energetiku ze space (SBSP) se v posledních letech zrychlilo, přičemž NASA a soukromí partneři jako Ascent Solar Technologies stojí v čele inovací nové generace. Jádrový koncept zahrnuje zachycování sluneční energie na orbitě—kde je sluneční světlo konstantní a neomezené atmosférou—přičemž se bezdrátově přenáší na Zemi, což by mohlo revolucionalizovat dodávky globální energie.

V roce 2023 vybrala NASA Ascent Solar k vývoji pokročilých tenkých filmových fotovoltaických (PV) systémů pro své iniciativy přenosu energie ze space na Zemi. Ascentovy lehké, flexibilní moduly CIGS (měď, indium, gallium, selenid) jsou navrženy tak, aby maximalizovaly poměr výkonu k hmotnosti, což je kritický faktor pro nákladově efektivní starty a rozsáhlé orbitální nasazení (NASA). Tyto systémy lze skládat pro kompaktní stohování a poté rozvinout ve vesmíru, což usnadňuje výstavbu solárních farem o velikosti kilometrů na orbitě.

Dalším krokem je bezdrátový přenos energie. Plán NASA zahrnuje použití mikrovln nebo laserových paprsků k přenosu zachycené energie k pozemským přijímačům, známým jako rectennas. Nedávné laboratorní demonstrace dosáhly účinnosti přenosu 40–50 % na krátkých vzdálenostech a v roce 2023 experiment PRAM-FX námořního výzkumného ústavu USA na palubě raketoplánu X-37B úspěšně převedl solární energii na mikrovlny na orbitě, což představovalo významný milník.

• Škálovatelnost: Tenké filmové technologie Ascent Solar umožňují modulární, škálovatelné systémy, které by v budoucnu mohly generovat gigawatty energie (Ascent Solar).
• Snížení nákladů: Lehká povaha tenkých filmových systémů snižuje náklady na start, což je hlavní překážka pro realizaci SBSP.
• Nepřetržitý výkon: Solární panely ze space mohou dodávat nepřetržitou energii, na rozdíl od pozemských solárních farem, které jsou ovlivňovány počasím a nočním časem.

Vzhledem k tomu, jak se technologie vyvíjejí, NASA a její partneři zaměřují své úsilí na orbitální demonstrace přenosu energie od začátku do konce během příštích pěti let. Ministerstvo obrany USA a mezinárodní agentury také investují do SBSP, uznávající jeho potenciál pro energetickou bezpečnost a odolnost vůči katastrofám (Ministerstvo energie USA). I když technické a regulační výzvy zůstávají, spolupráce mezi NASA a Ascent Solar připravuje půdu pro novou éru čisté, ze space odvozené energie pro Zemi.

Baréry, rizika a strategické příležitosti v přenosu energie ze space

Koncepce přenosu sluneční energie ze space na Zemi—známá jako energetika ze space (SBSP)—byla dlouho lákavým řešením globálních energetických potřeb. Nedávné vývoje, především spolupráce mezi NASA a Ascent Solar Technologies, činí tuto vizi blížící se realitě. Jejich práce na tenkých filmových fotovoltaických systémech představuje významný krok vstříc praktickému přenosu energie ze space na Zemi, ale cesta vpřed je poznamenána technickými, regulačními a ekonomickými výzvami, stejně jako strategickými příležitostmi.

• Technické překážky a rizika:
  • Účinnost a odolnost: Tenké filmové systémy Ascent Solar, které používají lehké, flexibilní materiály, jsou navrženy tak, aby maximalizovaly poměr výkonu k hmotnosti—což je klíčové pro nasazení ve vesmíru (NASA). Nicméně, tyto materiály musí odolávat drsným podmínkám ve vesmíru, včetně radiace, teplotních extrémů a nárazům mikrometeoridů, které mohou časem zhoršit výkon.
  • Bezdrátový přenos energie: Převod sluneční energie na mikrovlny nebo lasery pro přenos na Zemi a poté zpět na elektrickou energii zahrnuje významné ztráty energie. Současné účinnosti mikrovlnného přenosu se pohybují kolem 40–50 %, a laserové systémy čelí atenuaci atmosféry a bezpečnostním obavám (Nature Energy).
  • Pozemní infrastruktura: Přijímací stanice, nebo rectennas, vyžadují velké pozemní plochy a musí být umístěny tak, aby bylo minimalizováno riziko pro životní prostředí a veřejné zdraví.
• Regulační a bezpečnostní rizika:
  • Alokace spektra: Přenos energie pomocí mikrovln nebo laserů vyžaduje mezinárodní koordinaci, aby se zabránilo rušení komunikace a zajistila bezpečnost (ITU).
  • Geopolitické obavy: Dvoutýlová povaha technologie přenosu vysoké energie vyvolává otázky bezpečnosti a zbrojení, což vyžaduje silné dohledy.
• Strategické příležitosti:
  • 24/7 obnovitelný výkon: Stanice ve vesmíru mohou shromažďovat sluneční energii nepřetržitě, nezávisle na počasí nebo nočním čase, což nabízí stabilní, dispatchable obnovitelný zdroj energie.
  • Odpověď na katastrofy a odlehlá moc: Rychlý přenos energie by mohl podpořit zasažené oblasti nebo odlehlé lokality, kde chybí infrastruktura sítě.
  • Obchodní a mezinárodní spolupráce: Pokrok NASA a Ascent Solar by mohl urychlit veřejno-soukromá partnerství a mezinárodní konsorcia, což urychlí komercializaci a snížení nákladů (Energy Manager Today).

Ačkoli je projekt tenkých filmů NASA × Ascent Solar milníkem, překonání technických, regulačních a ekonomických bariér vyžaduje trvalé investice a globální spolupráci. Potenciální odměny—čistý, stálý a škálovatelný zdroj energie—z něj činí strategickou oblast pro nadcházející desetiletí.

Zdroje a odkazy

• Beaming the Watts Down: NASA × Ascent Solar’s Thin-Film Array Sets the Stage for Space-to-Earth Power Transmission
• NASA
• MarketsandMarkets
• Caltech
• IEA
• PV Tech
• Space.com
• Precedence Research
• SpaceNews
• Solaris
• stanice pro přenos solární energie ze space do 2028
• Nature Energy
• ITU