Vào tháng 11, một chiếc máy bay Cessna Caravan đã bay lên độ cao 15.000 feet và bắn một tia laser cận hồng ngoại vô hình vào các tấm pin mặt trời đặt trên mặt đất, ngay lập tức làm sáng các chỉ số công suất trên bảng điều khiển. Thí nghiệm này, USD bởi công ty khởi nghiệp Overview Energy, chứng minh rằng việc truyền "ánh sáng mặt trời từ trên trời" trực tiếp vào lưới điện hiện có không còn chỉ là vấn đề lý thuyết trong phòng thí nghiệm, mà là một kế hoạch thương mại khả thi có thể thu hút đầu tư mạo hiểm.
Thí nghiệm cận hồng ngoại ở độ cao năm ki-lô-mét
Cuộc thử nghiệm của Overview Energy được tiến hành trên vùng sa mạc phía tây nam của Hoa Kỳ. Máy bay bay vòng tròn liên tục, và chùm tia laser, sau khi xuyên qua những đám mây mỏng, vẫn chiếu trúng một tấm pin silicon đa tinh thể thương mại trên mặt đất, tạo ra công suất "vài kilowatt". Theo Solar Daily , đây là lần đầu tiên "truyền tải điện không dây", một trọng tâm lâu dài của năng lượng mặt trời từ không gian, được thực hiện thành công với công suất có thể sử dụng được.
Overview Energy giải thích rằng bước tiếp theo là di chuyển thiết bị phóng lên vệ tinh quỹ đạo Trái đất tầm thấp để cùng một tia laser có thể cung cấp năng lượng cho các tấm pin mặt trời trên mặt đất vào ban đêm.
Chiến lược định tuyến và chi phí laser
So với các giải pháp vi sóng thông thường yêu cầu ăng-ten chỉnh lưu phủ sóng vài kilomet vuông, ưu điểm lớn nhất của Overview Energy là "không cần phải xây dựng lại các bộ thu năng lượng mặt trời trên mặt đất".
Bước sóng laser gần với bước sóng ánh sáng mặt trời, cho phép các chất nền silicon tiêu chuẩn hấp thụ trực tiếp chúng. Công ty ước tính rằng các hệ thống năng lượng mặt trời hiện có với công suất lắp đặt hàng trăm gigawatt trên toàn thế giới có thể thấy tỷ lệ sử dụng vốn tăng từ khoảng 25% lên gần 100% sau khi tích hợp laser, với ánh sáng ban ngày và bức xạ laser ban đêm bổ sung cho nhau.
Tư duy này đã thu hút Quỹ EQT và Lowercarbon Capital tham gia đầu tư vòng hạt giống trị giá 20 triệu đô la vì nó tập trung chi tiêu vào khâu không gian và phóng tên lửa, tránh được chi phí lớn về đất đai và cơ sở hạ tầng.
Hạn chế về thời tiết và rủi ro công nghệ
Tuy nhiên, ánh sáng cận hồng ngoại tăng mạnh khi tiếp xúc với mây dày hoặc mưa lớn, có khả năng làm giảm hiệu suất truyền dẫn xuống bằng không. Điều này khiến công nghệ ban đầu được thiết kế để giải quyết tính không ổn định của năng lượng mặt trời đối diện rủi ro ngừng hoạt động do biến đổi khí hậu.
Hơn nữa, thông tin mà Overview Energy công bố cho đến nay chỉ đề cập đến công suất tức thời "vài chục kilowatt", để lại những lỗ hổng về hiệu suất tổng thể, kiểm soát độ rung chùm tia trong điều kiện nhiễu loạn và cơ chế tắt an toàn tần số cao. Đối với một công ty khởi nghiệp có kế hoạch phóng vệ tinh quỹ đạo Trái đất tầm thấp vào năm 2028 và bắt đầu cung cấp điện thương mại vào năm 2030, những thách thức về vật lý và kỹ thuật này sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến yêu cầu vốn và tiến độ sản xuất hàng loạt.
Bước tiếp theo: Kiểm định không gian và thị trường.
Các cơ quan chính phủ Hoa Kỳ cũng đang đánh giá tính khả thi. Cơ quan Nghiên cứu Dự án Tiên tiến Quốc phòng (DARPA) đã hoàn thành cuộc thử nghiệm truyền dẫn laser mặt đất-mặt đất dài 8,5 km vào mùa hè năm nay, cho thấy tiềm năng sử dụng kép của nó. Trong khi đó, Trung Quốc đã chọn xây dựng một nhà máy điện vi sóng quy mô lớn trên quỹ đạo địa tĩnh ở độ cao 36.000 km, bắt đầu một lộ trình phát triển cơ sở hạ tầng quốc gia quy mô lớn.
Hai chiến lược này gợi nhớ đến cuộc tranh luận giữa máy tính chủ và máy tính cá nhân trong thời đại internet: liệu nên theo đuổi một nguồn cung cấp điện duy nhất hoạt động trong mọi điều kiện thời tiết, hay đột phá với các hệ thống quang học phân tán, nhỏ gọn và có khả năng cải tiến nhanh chóng? Ở giai đoạn này, thị trường vẫn chưa thể đưa ra kết luận.
Nhưng thí nghiệm của Overview Energy chứng minh ít nhất một điều: việc sản xuất điện từ không gian không cần phải chờ đợi những nhà máy điện khổng lồ, chưa hoàn thiện; đã có những phương án tích hợp với tài sản trên mặt đất. Nếu nó có thể duy trì sự ổn định trong điều kiện khí quyển thay đổi và chứng minh rằng nó có thể tạo ra dòng tiền dương ngay cả trong những đêm trời quang đãng, thì mọi tấm silicon trong các cơ sở lắp đặt trên toàn cầu đều có khả năng được định giá lại.
Liệu tia laser này có thể xuyên qua những đám mây và vượt qua được những lo ngại của nhà đầu tư hay không sẽ quyết định liệu nó có thực sự mở ra một chương mới hoạt động 24/24 cho thị trường năng lượng tái tạo hay không.
