Sila z kozmu: Ako NASA a Ascent Solar nemožno tenké filmové armatúry formujú budúcnosť energie prenášanej zo priestoru

• Energia zo solárnych panelov v priestore: Trhová krajina a vznikajúci dopyt
• Pokroky v tenkých filmových solárnych armatúrach a technológie prenášania energie
• Kľúčoví hráči a strategické spolupráce v prenose energie zo priestoru na Zem
• Očakávaná expanzia a investičné príležitosti v prenose energie zo priestoru
• Geografické hotspoty a politické faktory pre iniciatívy založené na energii zo priestoru
• Inovácie novej generácie a cesta pred nami v prenose energie zo priestoru na Zem
• Prekážky, riziká a strategické príležitosti v prenose energie zo priestoru
• Zdroje a odkazy

„Kolo noviniek zo vesmíru: Júl 2025 Exhaustívna analýza seniorného leteckého editora Rozsiahla expanzia Starlink SpaceX a míľniky Falcon 9 SpaceX pokračuje v dominancii na trhu komerčných raketových štartov, pričom jeho konštelácia Starlink rastie bezprecedentným tempom.“ (zdroj)

Energia zo solárnych panelov v priestore: Trhová krajina a vznikajúci dopyt

Koncepcia energie zo solárnych panelov v priestore (SBSP) už dlho sľubuje revolučný skok v generovaní čistej energie zachytávaním slnečnej energie na orbite a prenášaním ju na Zem. Nedávne udalosti, najmä spolupráca medzi NASA a Ascent Solar Technologies, približujú túto víziu k realite. Ich práca sa zameriava na pokročilé tenké filmové fotovoltické armatúry navrhnuté na efektívne generovanie energie a bezdrôtový prenos z priestoru na pozemné prijímače.

V roku 2023 NASA vybrala Ascent Solar, aby vyvinula ľahké, flexibilné tenké filmové solárne armatúry pre svoje iniciatívy prenášania energie z priestoru. Tieto armatúry, vyrobené z materiálov CIGS (meď-indium-galium-selenid), ponúkajú vysokú účinnosť a trvanlivosť, pričom drasticky znižujú hmotnosť a náklady na vystrelenie v porovnaní s tradičnými panelmi na báze silikónu (NASA). Technológia tenkých filmov je kľúčová pre SBSP, pretože každý kilogram ušetrený v hmotnosti pri štarte vedie k významným úsporám nákladov a väčšej škálovateľnosti.

Trhová krajina pre SBSP sa rýchlo vyvíja. Podľa správy z roku 2024 od MarketsandMarkets sa očakáva, že globálny trh SBSP dosiahne 4,5 miliardy dolárov do roku 2030, s ročnou mierou rastu (CAGR) 8,2% od roku 2024. Tento rast je poháňaný rastúcim dopytom po energii, cieľmi dekarbonizácie a potrebou odolných, mimo sieťových riešení energie. Ázio-pacifická oblasť, vedená Japonskom a Čínou, investuje značné prostriedky do výskumu a pilotných projektov SBSP, zatiaľ čo USA využívajú verejno-súkromné partnerstvá na urýchlenie pripravenosti technológie.

• Technické míľniky: V roku 2023 projekt Space Solar Power Project (SSPP) Caltech úspešne demonštroval bezdrôtový prenos energie v priestore, čím potvrdil realizovateľnosť energizovania Zeme (Caltech).
• Vychádzajúci dopyt: Dopravné agentúry, vzdialené komunity a tímy pre reakciu na katastrofy sa identifikovali ako prví používatelia, ktorí hľadajú spoľahlivé, rýchlo nasadzované zdroje energie nezávislé od pozemských infraštruktúr.
• Výzvy: Regulačné rámce, účinnosť prenosu a infraštruktúra pozemského prijímača zostávajú prekážkami, ale prebiehajúce R&D a medzinárodná spolupráca sa snažia o adresovanie týchto problémov.

Projekt tenkých filmových armatúr NASA a Ascent Solar predstavuje urýchľujúcu hybnosť v SBSP. Ako technické prekážky padajú a dopyt na trhu rastie, prenos energie zo priestoru na Zem je pripravený stať sa transformujúcfou silou v globálnom energetickom prostredí.

Pokroky v tenkých filmových solárnych armatúrach a technológie prenášania energie

Recent pokroky v tenkých filmových solárnych armatúrach a technológie prenášania energie rýchlo transformujú vyhliadky na energiu zo solárnych panelov v priestore (SBSP). Významný míľnik bol dosiahnutý v roku 2024, keď NASA, v spolupráci s Ascent Solar Technologies, úspešne otestovala ľahké, flexibilné tenké filmové solárne armatúry navrhnuté na prenášanie energie zo priestoru na Zem (NASA). Toto partnerstvo si kladie za cieľ vyriešiť kľúčovú výzvu efektívneho zachytávania slnečnej energie v priestore a bezdrôtového prenášania na pozemské prijímače, koncept, ktorý bol už dlho považovaný za potenciálny prevrat pre globálny energetický zásobovač.

Tenké filmové armatúry Ascent Solar využívajú technológiu CIGS (meď-indium-galium-selenid), ktorá ponúka vysokú účinnosť (až 17,8% v laboratórnych podmienkach) a výnimočnú flexibilitu v porovnaní s tradičnými panelmi na báze silikónu (Ascent Solar). Tieto armatúry sú ultra ľahké—menej ako 1 kilogram na štvorcový meter—čo ich robí ideálnymi na nasadenie v priestore, kde je hmotnosť pri vzlete kritickým obmedzením. V roku 2023 Ascent Solar dodala 200-wattový prototyp armatúry NASA na integráciu do experimentov agentúry o prenose energie z priestoru (NASA News).

Jadro procesu prenášania energie zahŕňa konverziu zachytenej slnečnej energie na mikrovlny alebo laserové lúče, ktoré sa potom prenášajú na pozemské rectennas (rectifying antennas), ktoré konvertujú energiu späť na elektrinu. V nedávnych testoch NASA demonštrovala bezpečný a efektívny prenos 1,6 kilowattov energie na vzdialenosť 1 kilometer pomocou mikrovlnného prenášania, pričom účinnosť konverzie presahovala 40% na oboch koncoch (NASA Power Beaming Demo).

• Škálovateľnosť: Tenké filmové armatúry môžu byť vyrábané vo veľkých plátoch, čo umožňuje výstavbu viacmegawattových solárnych fariem v priestore.
• Odolnosť: CIGS tenké filmy sú odolné voči radiácii a extrémnym teplotám, čo je kľúčové pre dlhodobé operácie v priestore.
• Zníženie nákladov: Ľahká povaha tenkých filmových armatúr významne znižuje náklady na štart a nasadenie.

Vďaka týmto pokrokom NASA a Ascent Solar pripravujú pôdu pre prvé praktické demonštrácie kontinuálnej, obnoviteľnej energie prenášanej zo priestoru na Zem. Ak bude táto technológia rozšírená, mohla by poskytnúť spoľahlivý zdroj energie 24 hodín denne, 7 dní v týždni, nezávislý od počasia či denného svetla, a hrať kľúčovú úlohu v globálnom prechode na čistú energiu (IEA Renewables 2023).

Kľúčoví hráči a strategické spolupráce v prenose energie zo priestoru na Zem

Úsilie o solárnu energiu zo priestoru (SBSP) sa v posledných rokoch zrýchlilo, pričom NASA a súkromní inovátoři ako Ascent Solar Technologies sú v popredí. Ich spolupráca je kľúčovým rozvojom v úsilí prenášať energiu z orbity na Zem, využívajúc pokročilú technológiu tenkých filmových fotovoltických (PV) panelov na sprístupnenie prenášania energie zo priestoru na Zem viac realizovateľným a efektívnym.

Úloha a vízia NASA

• NASA už dlho podporuje SBSP ako potenciálne riešenie globálnych energetických výziev, financovaním výskumov a demonštračných projektov prostredníctvom svojej riaditeľstva pre technologické misie v oblasti priestoru (NASA).
• V roku 2023 NASA udělila kontrakt Ascent Solar v rámci svojho programu Small Business Innovation Research (SBIR) na vývoj ľahkých, flexibilných solárnych armatúr optimalizovaných pre nasadenie do priestoru (NASA Press Release).

Prelom Technológie Ascent Solar

• Ascent Solar sa špecializuje na CIGS (meď-indium-galium-selenid) tenké filmové PV technológie, ktoré ponúkajú vysoké pomery výkonu k hmotnosti a flexibilitu—kritické pre aplikácie v priestore (Ascent Solar).
• Ich najnovšie moduly dosahujú účinnosť nad 15% a môžu byť rolované alebo sklopené pre kompaktný štart a následne rozvinuté na orbite na maximalizáciu zachytávania energie (PV Tech).

Strategická spolupráca: Príprava pre prenášanie energie

• Partnerstvo NASA × Ascent Solar si kladie za cieľ integrovať tieto tenké filmové armatúry do prototypových systémov SBSP, ktoré by zachytávali slnečnú energiu v priestore a konvertovali ju na mikrovlny alebo lasery na prenášanie na pozemské prijímače.
• Nedávne laboratórne demonštrácie preukázali úspešný bezdrôtový prenos energie na krátke vzdialenosti, s plánmi na rozšírenie na orbity do roku 2027 (Space.com).
• Táto spolupráca je súčasťou širšieho trendu, pri ktorom aj iné agentúry, ako napríklad Ministerstvo obrany USA a medzinárodní partneri, investujú do výskumu SBSP (U.S. Department of Defense).

Keď technológia zrelne, aliancia NASA × Ascent Solar sa chystá zohrať rozhodujúcu úlohu v komercionalizácii prenášania energie zo priestoru na Zem, potenciálne transformujúc globálne energetické prostredie a pokrokom v vízii čistej, nepretržitej energie z priestoru.

Očakávaná expanzia a investičné príležitosti v prenose energie zo priestoru

Spolupráca medzi NASA a Ascent Solar Technologies predstavuje kľúčový moment v evolúcii solárnej energie v priestore (SBSP), najmä v kontexte prenášania energie z orbity na Zem. Ultra ľahké, flexibilné tenké filmové fotovoltické armatúry Ascent Solar sa vyvíjajú pre iniciatívy NASA v oblasti prenosu energie, pričom sa snažia demonštrovať realizovateľnosť zachytávania slnečnej energie v priestore a bezdrôtového prenášania na pozemské prijímače. Táto technológia by mohla revolucionalizovať globálne energetické trhy tým, že poskytne nepretržitú, nezávislú energiu od počasia a rieši energetickú bezpečnosť a udržateľnosť.

Nedávne pokroky urýchlili časovú os praktických demonštrácií. V roku 2023 NASA vybrala Ascent Solar na vývoj generácie tenkých filmových solárnych armatúr pre experimente v prenose energie, pričom vychádzajú z vlastnej technológie CIGS (meď-indium-galium-selenid) (NASA). Tieto armatúry sú navrhnuté tak, aby boli veľmi účinné, ľahké a odolné voči drsným podmienkam v priestore, čo z nich robí ideálne na nasadenie na satelitoch a orbitálnych platformách.

Globálny trh SBSP sa očakáva, že signifikantne porastie, pričom odhady naznačujú, že by mohol dosiahnuť 15,3 miliardy dolárov do roku 2032, pričom rozšíriť s CAGR 8,2% od roku 2023 (Precedence Research). Úspešná demonštrácia prenášania energie zo priestoru by odomkla podstatné investičné príležitosti v rôznych sektoroch:

• Výroba satelitov: Očakáva sa nárast dopytu po pokročilých solárnych armatúrach a modulách prenášania energie, čo prinesie zisk spoločnostiam špecializujúcim sa na ľahké, vysoko účinné fotovoltické zariadenia.
• Pozemná infraštruktúra: Rozvoj rectennas (rectifying antennas) a systémov na ukladanie energie na prijímanie a distribúciu prenesenej energie bude vyžadovať značné kapitálové investície.
• Energie dodávateľské spoločnosti: Účtovníctva môžu investovať do SBSP ako prostriedku na diverzifikáciu svojich energetických portfólií a zvýšenie reziliencie mriežky, najmä v vzdialených alebo katastrofou ohrozených oblastiach.
• Rizikový kapitál a súkromný kapitál: Počiatočné financovanie prúdi do startupov SBSP, pričom významné investície v rokoch 2023 a 2024 cieľujú na spoločnosti vyvíjajúce technológie bezdrôtového prenášania energie a orbitálnych montážnych technológií (SpaceNews).

Keď NASA a Ascent Solar posunú svoje projekty s tenkými filmovými armatúrami, chystá sa nová éra čistej energie. Konvergencia verejných a súkromných investícií, spolu s rýchlym technologickým pokrokom, umiestňuje prenos energie zo priestoru na Zem ako transformujúcu príležitosť pre globálne energetické prostredie.

Geografické hotspoty a politické faktory pre iniciatívy založené na energii zo priestoru

Úsilie o solárnu energiu zo priestoru (SBSP) získalo významný impulz, pričom geografické a politické faktory sa spájajú na urýchlenie inovácií. Zaujímavý míľnik je spolupráca medzi NASA a Ascent Solar Technologies, ktorá si kladie za cieľ demonštrovať realizovateľnosť prenášania slnečnej energie zo vzduchu na Zem pomocou pokročilých tenkých filmových fotovoltických armatúr. Táto iniciatíva je súčasťou širšieho trendu, ako krajiny a agentúry uznávajú potenciál SBSP na dodávanie čistej, nepretržitej energie a riešenie problémov s energetickou bezpečnosťou.

• Spojené štáty: USA sa stali lídrom v oblasti výskumu SBSP, pričom program Artemis NASA a Ministerstvo obrany skúmajú prenášanie energie z orbity na civilné a vojenské aplikácie. Projekt NASA × Ascent Solar využíva ľahké, flexibilné tenké filmové solárne armatúry, ktoré sú kľúčové na zníženie nákladov na štart a zvýšenie efektívnosti zachytávania energie na orbite (NASA).
• Japonsko: Japonské ministerstvo hospodárstva, obchodu a priemyslu si stanovilo ambiciózne ciele pre SBSP, pričom cieľom je demonštrácia prenášania mikrovlnnej energie zo vzduchu na Zem do polovice 2020-tych rokov. Program systému solárnej energie zo vzduchu (SSPS) krajiny je globálnym lídrom, s partnerstvami vlády a priemyslu, ktoré urýchľujú pokrok.
• Európa: Európska vesmírna agentúra (ESA) spustila iniciatívu Solaris v roku 2022 na posúdenie realizovateľnosti SBSP pre energetický prechod kontinentu. Program Solaris hodnotí politické rámce, technické výzvy a možnosti medzinárodnej spolupráce.
• Čína: Čína oznámila plány na vybudovanie solárnej energie zo vzduchu do roku 2028, pričom cieľom je prenášať energiu na pozemské stanice prostredníctvom mikrovĺn alebo laserov. To je v súlade so širšou stratégiou Číny viesť v oblasti obnoviteľnej energie a technológií v oblasti vesmíru.

Politikou faktory sú byrokratické mandáty, energetická bezpečnosť a potreba odolnej infraštruktúry. Demonštrácia NASA × Ascent Solar je zásadným krokom, ukazujúc, ako verejno-súkromné partnerstvá a medzinárodná konkurencia formujú budúcnosť prenášania energie zo priestoru na Zem. Ako tieto projekty napredujú, regulačné rámce a cezhraničná spolupráca budú nevyhnutné na riešenie rizík spojených so spektrom, bezpečnosťou a environmentálnymi dopadmi (IEA).

Inovácie novej generácie a cesta pred nami v prenose energie zo priestoru na Zem

Úsilie o solárnu energiu zo priestoru (SBSP) sa v posledných rokoch zrýchlilo, pričom NASA a súkromní partneri ako Ascent Solar Technologies sú v popredí inovácií novej generácie. Základná myšlienka zahŕňa zachytávanie slnečnej energie na orbite—kde je svetlo konštantné a nefiltrované atmosférou— a bezdrôtový prenos na Zem, potenciálne revolucionalizujúc globálne dodávky energie.

V roku 2023 NASA vybrala Ascent Solar na vývoj pokročilých tenkých filmových fotovoltických (PV) armatúr pre svoje iniciatívy v oblasti prenosu energie zo vzduchu na Zem. Ascentove ľahké, flexibilné moduly CIGS (meď-indium-galium-selenid) sú navrhnuté na maximálne pomery výkonu k hmotnosti, čo je kritický aspekt pre nákladovo efektívne štarty a široké nasadenie na orbite (NASA). Tieto armatúry môžu byť rolované pre skladovanie a následne rozvinuté v priestore, čo umožní vybudovanie solárnych fariem na kilometer širokých v orbite.

Ďalším krokom je bezdrôtový prenos energie. Cesta NASA zahŕňa využitie mikrovĺn alebo laserových lúčov na odosielanie zozbieranej energie na pozemské prijímače známe ako rectennas. Nedávne laboratórne demonštrácie dosiahli účinnosti prenosu 40–50% na krátkych vzdialenostiach, a v roku 2023 experiment PRAM-FX americkej námornej výskumnej laboratórie na palube vesmírneho letúna X-37B úspešne konvertoval slnečnú energiu na mikrovlny v orbite, čo predstavuje významný míľnik.

• Škálovateľnosť: Tenká technológia Ascent Solar umožňuje modulárne, škálovateľné armatúry, potenciálne generujúce gigawatty energie v budúcnosti (Ascent Solar).
• Zníženie nákladov: Ľahká povaha tenkých filmových panelov znižuje náklady na štart, čo je hlavná prekážka pre realizovateľnosť SBSP.
• Kontinuálna energia: Solárne armatúry zo vzduchu môžu dodávať nepretržitú energiu, na rozdiel od pozemských solárnych fariem ovplyvnených počasím a nocou.

Do budúcnosti si NASA a jej partneri v oblasti stanovujú ciele vykonať demonštrácie bezdrôtového prenášania energie v orbite v nasledujúcich piatich rokoch. Ministerstvo obrany USA a medzinárodné agentúry tiež investujú do SBSP, uznávajúc jeho potenciál pre energetickú bezpečnosť a odolnosť voči katastrofám (U.S. Department of Energy). Hoci technické a regulačné výzvy zostávajú, spolupráca medzi NASA a Ascent Solar pripravuje pôdu pre novú éru čistej, z vesmíru získavanej energie pre Zem.

Prekážky, riziká a strategické príležitosti v prenose energie zo priestoru

Koncepcia prenášania slnečnej energie zo vzduchu na Zem—známa ako solárna energia zo vzduchu (SBSP)—už dlho fascinuje ako možného riešenia globálnych energetických potrieb. Nedávne udalosti, najmä spolupráca medzi NASA a Ascent Solar Technologies, približujú túto víziu k realite. Ich práca na tenkých filmových fotovoltických armatúrach je významným krokom k praktickému prenášaniu energie zo vzduchu na Zem, no cesta vpred je poznamenaná technickými, regulačnými a ekonomickými výzvami, ako aj strategickými príležitosťami.

• Technické prekážky a riziká:
  • Účinnosť a trvanlivosť: Tenké filmové armatúry Ascent Solar, ktoré využívajú ľahké, flexibilné materiály, sú navrhnuté na maximálny výkon vo vzťahu k hmotnosti—kľúčové pre nasadenia v priestore (NASA). Tieto materiály musia však odolávať drsným podmienkam vo vesmíre, vrátane radiačnej expozície, teplotným extrémom a nárazom mikrometeoroidov, čo môže časom znižovať výkon.
  • Bezdrôtový prenos energie: Konverzia slnečnej energie na mikrovlny alebo lasery na prenášanie na Zem a následne späť na elektrinu skutočne zahŕňa významné straty energie. Súčasné účinnosti prenosu mikrovln sú okolo 40–50%, pričom systémy na báze laserov čelí problémom atmosférickej atenuácie a bezpečnostným obavám (Nature Energy).
  • Pozemná infraštruktúra: Prijímacie stanice, alebo rectennas, vyžadujú veľké plochy pôdy a musia byť umiestnené tak, aby minimalizovali environmentálne a verejné zdravotné riziká.
• Regulačné a bezpečnostné riziká:
  • Pridelenie spektra: Prenos energie prostredníctvom mikrovĺn alebo laserov si vyžaduje medzinárodnú koordináciu, aby sa predišlo interferencii s komunikáciou a zabezpečila bezpečnosť (ITU).
  • Geopolitické obavy: Dvojitá povaha technológie vysokovýkonového prenášania vzbudzuje bezpečnostné a zbrojná obavy, čo si vyžaduje dôkladný dohľad.
• Strategické príležitosti:
  • 24/7 obnoviteľná energia: Solárne armatúry zo vzduchu môžu kontinuálne zbierať slnečnú energiu, bez ohľadu na počasie a tmu, ponúkajú stabilný, variabilný zdroj obnoviteľnej energie.
  • Reakcia na katastrofy a vzdialená energia: Rýchly prenos energie môže podporiť katastrofické zóny alebo vzdialené miesta, kde chýba infraštruktúra.
  • Komercionalizácia a medzinárodná spolupráca: Pokrok NASA a Ascent Solar by mohol katalyzovať verejno-súkromné partnerstvá a medzinárodné konsorciá, čo by urýchlilo komercionalizáciu a zníženie nákladov (Energy Manager Today).

Aj keď projekt tenkých filmových armatúr NASA × Ascent Solar je míľnikom, prekonanie technických, regulačných a ekonomických prekážok si vyžaduje trvalé investície a globálnu spoluprácu. Potenciálne odmeny—čistí, nepretržití a škálovateľní dodávatelia energie—robia z toho strategickej hranice pre nasledujúce desaťročia.

Zdroje a odkazy

• Prenášanie wattov: NASA × Ascent Solar vytvára predpoklady pre prenos energie zo vzduchu
• NASA
• MarketsandMarkets
• Caltech
• IEA
• PV Tech
• Space.com
• Precedence Research
• SpaceNews
• Solaris
• solárna energia zo vzduchu do roku 2028
• Nature Energy
• ITU