Хүлэмжийн хийн ялгарлыг тэглэх дэлхий нийтийн санаачилгад Их Британи улс нэгдэж, 2050 он гэхэд Net Zero буюу нүүрсхүчлийн хийн ялгарлыг тэг түвшинд хүргэх зорилт тавиад байгаа билээ.

Энэ ажлын төлөвлөгөөнд байгальд ээлтэй эрчим хүчний олон хувилбар багтсаны нэг нь сансарын уудамд нарны цахилгаан станц байгуулах ажил бөгөөд одоогоор төсөвт өртөг нь 16 тэрбум фунт стерлинг орчимд яригдаж байна.

Гэхдээ үүнийг хэрхэн байгуулах вэ? Нарны цахилгаан станц сансарт байгуулахын давуу болоод сул тал нь юу байх вэ гэсэн асуултууд аяндаа гарч ирнэ.

Энэхүү станц нь сансар дахь нарны энергийг цуглуулж, дэлхий рүү дамжуулах байдлаар ажиллах бөгөөд энэхүү санаа нь олон жилийн турш зөвхөн цаасан дээр, судалгаа шинжилгээний шатанд яригдаж бичигдэж байсан билээ. Харин сүүлийн үеийн технологийн ололт амжилтууд энэ санааг бодитоор хэрэгжүүлэх боломжтой болгож байна.

Сансарт байрлах нарны цахилгаан станц нь аварга том нарны хавтангаар тоноглогдсон хиймэл дагуул дээр суурилан ажиллана. Энэхүү хиймэл дагуул нь цуглуулсан нарны энергиэ эрчим хүч болгон хувиргаж, улмаар үүсгэсэн эрчим хүчээ дэлхий рүү өндөр давтамжтай радио долгион ашиглан утасгүй байдлаар дамжуулах юм. Үүнийг нь газар дээр байрлах антенн (rectenna – receiver and antenna) хүлээн авч, эрчим хүчинд буцаан хувиргаад, цахилгаан түгээх сүлжээнд хуваарилах зарчимаар ажиллах учиртай ажээ.

Сансарт байрлах нарны цахилгаан үүсгүүр нь 24 цагийн турш нарны тусгалын доор байх учир эрчим хүчийг тасралтгүй үйлдвэрлэх боломжтой юм. Дэлхий дээр байрлах ямар ч том нарны цахилгаан станц зөвхөн өдрийн цагаар, мөн цаг агаараас хараат байдлаар эрчим хүч үүсгэх боломжтой байдгийн дэргэд энэ нь маш том давуу тал болж байна.

Дэлхийн эрчим хүчний өнөөгийн хэрэглээ 2050 он гэхэд 50 хувиар нэмэгдсэн байх болно гэсэн таамаглал гараад байгаа учир ийнхүү нарны энергийн шийдлүүд нь эрчим хүчний ачааллаас хуваалцаж, дэлхийн дулаарлыг сааруулахад хувь нэмрээ оруулах бололцоотой юм.

Мэдээж нарны эрчим хүчний станцыг сансарт байгуулах нь тийм амар ажил биш. Сансарт том хэмжээний станц байгуулахдаа модуляр загвар ашиглах бөгөөд том хэмжээтэй нарны хавтангийн модулиудыг роботууд хооронд нь угсрах ажлыг гүйцэтгэх юм. Тэдгээр олон хавтангууд, түүнийг угсрах суурь, тоног төхөөрөмжүүдийг зөөвөрлөх нь өөрөө маш их цаг хугацаа, мөнгө шаардахаас гадна олон удаагийн нислэг нь байгаль орчинд ч мөн сөрөг нөлөөллөө үзүүлэх төлөвтэй байна.

Нарны хавтангуудын хүндийн жин урьд өмнө нь энэхүү санааг хэрэгжүүлэх том саад тотгор болж байсан бол саяхнаас энэ салбарт нэвтрээд байгаа ultra-light solar cells буюу хэт хөнгөн нарны зайнуудын ачаар тэднийг тойрог замд тээвэрлэн хүргэхэд хялбар болжээ.

Урьд нь зөвхөн судалгааны түвшинд яригдаж байсан сансар дахь нарны цахилгаан станцын тухай санаа нь чухамдаа энэхүү хэт хөнгөн нарны зай, цахилгаан дамжуулах утасгүй технологи, сансарт ажиллах боломжтой роботууд зэрэг технологийн дэвшилүүдийн ачаар ийнхүү бодитой хэрэгжих боломжтой төсөлд тооцогдох болсон аж.

Гэхдээ зөвхөн нэг станц байгуулахын тулд маш олон удаагийн сансрын нислэг хийх нь тодорхой байна. Станц байгуулах зорилго нь өөрөө хүлэмжийн хийг бууруулах зорилгод чиглэгдэж байгаа ч энэ олон удаагийн сансрын нислэг нь байгаль орчинд үзүүлэх нөлөөллийн хувьд тийм ч таатай бус гэдэг нь эргэлзээ дагуулж байгааг энд дурдах хэрэгтэй. Мөн хөөргөх зардалын хувьд ч сайнаар нөлөөлөхгүй нь мэдээж. SpaceX зэрэг хуруу дарам цөөн компанийг эс тооцвол одоогоор пуужинг дахин ашиглах тохиолдол маш ховор байгаа ч яваандаа олон дахин ашигладаг пуужингууд хэрэглээнд нэвтэрч чадвал хөөргөх зардлын хэмжээ тэр хэрээр буурах төлөвтэй байна.

Станцыг амжилттай барьж байгуулсны дараа тулгарч болзошгүй өөр нэг асуудал бол угсарсан нарны хавтангуудыг сансрын тойрог зам дахь хог хаягдал, жижиг хэлтэрхийнүүд мөргөж гэмтээх эрсдэл билээ. Мөн нарны хэт ягаан туяанаас хамгаалдаг дэлхийн агаар мандлаас хол учир хавтангууд нарны цацраг туяанд илүү их өртөж, улмаар эдэлгээний хугацаа богиносох аюул байгааг ч мөн тооцоолох ёстой болж байгаа юм.

Дараагийн нэг сорилт бол цахилгаан эрчим хүчийг зайнаас утасгүйгээр дамжуулах технологийн хөгжил юм. Хөгжүүлэлтийн шатандаа яваа, богино зайд л туршигдсан энэхүү технологийн өнөөгийн бололцоогоор бол сансрын тойрог замаас илгээсэн эрчим хүчний ялимгүй багахан хэсэг л дэлхийд “бүрэн бүтэн” ирэхээр байна.

Гэхдээ эдгээр саад бэрхшээлүүдийг үл харгалзан сансарт нарны станц байгуулах туршилтууд хийгдэж эхлээд байгаагийн нэг нь АНУ-д хөгжүүлж буй Space Solar Power төсөл бөгөөд өндөр үзүүлэлттэй нарны зай, сансарт ажиллахаар тохируулан бүтээсэн эрчим хүчний хувиргагч, дамжуулагч зэргийг тэд ашиглаж байна. АНУ-ын Далай Тэнгисийн судалгааны лаборатори мөн 2020 онд нарны эрчим хүчний модулийг сансарт туршиж, эрчим хүч болгон хувиргаж үзсэн бол Хятад улс мөн Bishan нэртэй нарны цахилгаан станцыг сансрын уудамд 2035 он гэхэд бүрэн ашиглаж эхлэхээр төлөвлөн ажиллаж байгаа юм.

Их Британи улсын хувьд саяхан нийтлэгдсэн Frazer-Nash Consultancy компанийн судалгааны тайлан дээр үндэслэн энэхүү төслийг бүтээн босгох, үйл ажиллагааны зардалын хамтаар 17 тэрбум фунт стерлинг ашиглан хэрэгжүүлэх боломжтой юм гэсэн шийдэлд хүрчээ. Төслийн туршилтууд бага багаар эхэлж явсаар бүрэн хэмжээний цахилгаан станцыг 2040 он гэхэд ашиглалтанд оруулах төлөвлөгөөтэй байгаа аж.

Тэдний төсөөлж байгаагаар нарны цахилгаан станц нь 1,7 километрийн диаметртэй, 2000 орчим тонн жинтэй байх юм. Харин газрын хүлээн авах антенн-станц нь 6,7 км өргөн, 13 км урт талбай эзлэхээр төлөвлөгдсөн учир Их Британийн хувьд энэхүү станцыг далай дээр байгуулж болзошгүй юм.

Төлөвлөгдсөн хүчин чадлаараа ажиллавал уг станц нь Их Британид 2 гигаватт эрчим хүч нийлүүлнэ гэдэг нь асар их хэмжээтэй мэт сонсогдож байгаа ч тус улсын жилийн эрчим хүч үйлдвэрлэх хүчин чадал нь 76 сая гигаватт байдаг гэдэгтэй харьцуулахад одоогоор асар бага тоо билээ.

Төслийн хөрөнгө оруулалт асар их шаардаж, хөрөнгө оруулалтын өгөөжөө маш урт хугацааны дараа өгөх учраас энэхүү төсөл засгийн газрын томоохон дэмжлэг болон хувийн хэвшлийн хамтарсан хөрөнгө оруулалтаар л хэрэгжих нь дамжиггүй юм. Гэхдээ жил ирэх тусам сансрын нислэгийн нэг удаагийн зардал буурч байгаагаас гадна төсөлд шаардагдах тоног төхөөрөмж эд ангиудыг бөөнөөр нь үйлдвэрлэх учир үйлдвэрлэлийн зардал ч тодорхой хэмжээгээр буурах төлөвтэй байна.

2050 он гэхэд хүлэмжийн хийг тэглэх зорилгод сансар дахь нарны цахилгаан станцууд хэрхэн хувь нэмрээ оруулахыг цаг хугацаа бидэнд харуулах бол одоогийн байдлаар улс орнууд эрчим хүчний уян хатан нөөцлүүрүүд, устөрөгчийн түлш, сэргээгдэх эрчим хүчний технологиудыг хангалттай эзэмшиж, боломжийн хэрээрээ ашиглацгааж байна.

Сансар дахь нарны цахилгаан станцыг таш олон бэрхшээл, сорилтууд хүлээж байгаа ч уг ажил нь дараа дараагийн шатны олон судалгаа, технологийн ололтын эхлэл байх нь ойлгомжтой бөгөөд ирээдүйн дэлхийн эрчим хүчний хангамжийн асуудлуудыг шийдвэрлэхэд өнөөгийн технологийн ололтууд чухал үүрэг гүйцэтгэх нь тодорхой юм.

Эх сурвалж: singularityhub.com