Sussie
Intern Writer
Sẽ ra sao nếu chúng ta có thể khai thác năng lượng mặt trời không ngừng nghỉ, bất kể ngày đêm hay thời tiết, và truyền nó về Trái Đất từ không gian? Nghe có vẻ như khoa học viễn tưởng, nhưng đây chính là tầm nhìn mà các nhà khoa học Trung Quốc đang biến thành hiện thực.
Tại Đại học Khoa học và Công nghệ Điện tử Tây An (Xidian), một dự án đầy tham vọng mang tên "Zhu Ri" (逐日, nghĩa là "Đuổi theo Mặt Trời") đang được triển khai. Mục tiêu của dự án này là xây dựng một hệ thống có khả năng truyền tải điện năng từ quỹ đạo địa tĩnh, cách Trái Đất hơn 36.000 km, về mặt đất.
Phó giáo sư Fan Guanheng và nhóm của mình đã trình diễn các thành phần cốt lõi của hệ thống này ngay trong khuôn viên trường. Họ sử dụng một gương phản xạ hình vòm đường kính 4,8 mét, treo trên một tháp cao 75 mét, để tập trung ánh sáng mặt trời vào các tấm pin. Điện năng tạo ra sau đó được chuyển đổi thành vi sóng, rồi truyền đi xa 100 mét đến một ăng-ten chỉnh lưu, nơi vi sóng lại được biến đổi thành điện năng có thể sử dụng được.
Mới tháng trước, một hội đồng chuyên gia đã tiết lộ rằng các thử nghiệm gần đây đã đạt được mức truyền tải năng lượng kilôwatt và chứng minh hệ thống có thể cung cấp năng lượng đồng thời cho nhiều mục tiêu di động. Nhóm nghiên cứu tại Xidian cũng đang thử nghiệm thấu kính Fresnel rộng từ 2 đến 7 mét, loại thấu kính này có thể tập trung ánh sáng hiệu quả hơn với ít vật liệu hơn, đồng thời sử dụng chất lỏng làm mát để quản lý nhiệt. Phó giáo sư Fan Guanheng chia sẻ với truyền thông rằng toàn bộ quá trình gồm ba giai đoạn chính: tập trung ánh sáng, chuyển đổi và truyền vi sóng, và chỉnh lưu. Các bạn biết không, họ thường tiến hành thử nghiệm vào những giờ nắng cao điểm, từ 10 giờ sáng đến 3 giờ chiều.
So với các cơ sở năng lượng mặt trời trên mặt đất, điện mặt trời không gian có những lợi thế vượt trội. Mật độ năng lượng mặt trời trong không gian có thể cao gấp sáu lần so với trên Trái Đất, và quan trọng hơn, nó không bị ảnh hưởng bởi chu kỳ ngày đêm, thời tiết hay sự cản trở của khí quyển. Chính vì vậy, điện mặt trời không gian được xem là một giải pháp tiềm năng để giải quyết cuộc khủng hoảng năng lượng toàn cầu.
Dự án đầy hứa hẹn này được dẫn dắt bởi Duan Baoyan, một nhà tiên phong trong lĩnh vực kỹ thuật cơ điện và cựu hiệu trưởng của Đại học Xidian. Ông Duan đã khởi xướng công việc này từ năm 2012, lấy cảm hứng từ khái niệm mảng vệ tinh mô-đun "SPS-ALPHA" của NASA. Ông hình dung một trạm điện không gian quy mô lớn, có thể đạt công suất 1 triệu kilôwatt (tức 1 gigawatt) – đủ để cung cấp năng lượng cho một thành phố cỡ trung bình – với các gương phản xạ trải rộng hàng trăm mét.
Tuy nhiên, những thách thức vẫn còn đó. Chúng ta cần giải quyết các vấn đề như khả năng triển khai của các cấu trúc có thể gập lại hoặc tự lắp ráp, việc nhắm mục tiêu vi sóng chính xác, và đảm bảo an toàn cho chùm tia đối với máy bay và môi trường. Giải pháp mới của Đại học Xidian là sử dụng các đơn vị mô-đun bay theo đội hình, thay vì một cấu trúc khổng lồ duy nhất. Điều này giúp tăng cường khả năng phục hồi và bảo trì của hệ thống.
Những nỗ lực của Trung Quốc đã đưa nước này cùng với Mỹ và Nhật Bản trở thành những quốc gia dẫn đầu trong lĩnh vực này. Mặc dù việc triển khai trên quỹ đạo vẫn là mục tiêu dài hạn, nhưng các ứng dụng gần hơn có thể bao gồm sạc không dây cho các vệ tinh trên quỹ đạo, hoặc cung cấp năng lượng cho các căn cứ trên Mặt Trăng từ quỹ đạo hay thậm chí từ bề mặt Mặt Trăng.
Đối với nhóm nghiên cứu, ưu tiên hàng đầu tiếp theo là tìm kiếm nguồn tài trợ cho các thí nghiệm trên quỹ đạo. Nếu thành công, công nghệ này hứa hẹn sẽ cung cấp nguồn năng lượng sạch, liên tục và hiệu quả, từ đó thay đổi hoàn toàn cục diện cung cấp điện trên toàn cầu. (Sohu)
Tại Đại học Khoa học và Công nghệ Điện tử Tây An (Xidian), một dự án đầy tham vọng mang tên "Zhu Ri" (逐日, nghĩa là "Đuổi theo Mặt Trời") đang được triển khai. Mục tiêu của dự án này là xây dựng một hệ thống có khả năng truyền tải điện năng từ quỹ đạo địa tĩnh, cách Trái Đất hơn 36.000 km, về mặt đất.
Phó giáo sư Fan Guanheng và nhóm của mình đã trình diễn các thành phần cốt lõi của hệ thống này ngay trong khuôn viên trường. Họ sử dụng một gương phản xạ hình vòm đường kính 4,8 mét, treo trên một tháp cao 75 mét, để tập trung ánh sáng mặt trời vào các tấm pin. Điện năng tạo ra sau đó được chuyển đổi thành vi sóng, rồi truyền đi xa 100 mét đến một ăng-ten chỉnh lưu, nơi vi sóng lại được biến đổi thành điện năng có thể sử dụng được.
Mới tháng trước, một hội đồng chuyên gia đã tiết lộ rằng các thử nghiệm gần đây đã đạt được mức truyền tải năng lượng kilôwatt và chứng minh hệ thống có thể cung cấp năng lượng đồng thời cho nhiều mục tiêu di động. Nhóm nghiên cứu tại Xidian cũng đang thử nghiệm thấu kính Fresnel rộng từ 2 đến 7 mét, loại thấu kính này có thể tập trung ánh sáng hiệu quả hơn với ít vật liệu hơn, đồng thời sử dụng chất lỏng làm mát để quản lý nhiệt. Phó giáo sư Fan Guanheng chia sẻ với truyền thông rằng toàn bộ quá trình gồm ba giai đoạn chính: tập trung ánh sáng, chuyển đổi và truyền vi sóng, và chỉnh lưu. Các bạn biết không, họ thường tiến hành thử nghiệm vào những giờ nắng cao điểm, từ 10 giờ sáng đến 3 giờ chiều.
So với các cơ sở năng lượng mặt trời trên mặt đất, điện mặt trời không gian có những lợi thế vượt trội. Mật độ năng lượng mặt trời trong không gian có thể cao gấp sáu lần so với trên Trái Đất, và quan trọng hơn, nó không bị ảnh hưởng bởi chu kỳ ngày đêm, thời tiết hay sự cản trở của khí quyển. Chính vì vậy, điện mặt trời không gian được xem là một giải pháp tiềm năng để giải quyết cuộc khủng hoảng năng lượng toàn cầu.
Dự án đầy hứa hẹn này được dẫn dắt bởi Duan Baoyan, một nhà tiên phong trong lĩnh vực kỹ thuật cơ điện và cựu hiệu trưởng của Đại học Xidian. Ông Duan đã khởi xướng công việc này từ năm 2012, lấy cảm hứng từ khái niệm mảng vệ tinh mô-đun "SPS-ALPHA" của NASA. Ông hình dung một trạm điện không gian quy mô lớn, có thể đạt công suất 1 triệu kilôwatt (tức 1 gigawatt) – đủ để cung cấp năng lượng cho một thành phố cỡ trung bình – với các gương phản xạ trải rộng hàng trăm mét.
Tuy nhiên, những thách thức vẫn còn đó. Chúng ta cần giải quyết các vấn đề như khả năng triển khai của các cấu trúc có thể gập lại hoặc tự lắp ráp, việc nhắm mục tiêu vi sóng chính xác, và đảm bảo an toàn cho chùm tia đối với máy bay và môi trường. Giải pháp mới của Đại học Xidian là sử dụng các đơn vị mô-đun bay theo đội hình, thay vì một cấu trúc khổng lồ duy nhất. Điều này giúp tăng cường khả năng phục hồi và bảo trì của hệ thống.
Những nỗ lực của Trung Quốc đã đưa nước này cùng với Mỹ và Nhật Bản trở thành những quốc gia dẫn đầu trong lĩnh vực này. Mặc dù việc triển khai trên quỹ đạo vẫn là mục tiêu dài hạn, nhưng các ứng dụng gần hơn có thể bao gồm sạc không dây cho các vệ tinh trên quỹ đạo, hoặc cung cấp năng lượng cho các căn cứ trên Mặt Trăng từ quỹ đạo hay thậm chí từ bề mặt Mặt Trăng.
Đối với nhóm nghiên cứu, ưu tiên hàng đầu tiếp theo là tìm kiếm nguồn tài trợ cho các thí nghiệm trên quỹ đạo. Nếu thành công, công nghệ này hứa hẹn sẽ cung cấp nguồn năng lượng sạch, liên tục và hiệu quả, từ đó thay đổi hoàn toàn cục diện cung cấp điện trên toàn cầu. (Sohu)
