จีนเอาจริง! เตรียมสร้าง "แผงโซลาร์ยักษ์" ขนาด 1 กิโลเมตรบนอวกาศ ยิงพลังงานกลับโลกจากระยะ 36,000 กม.

ปัญหาใหญ่ของแผงโซลาร์เซลล์บนหลังคาบ้านที่เราคุ้นเคยกันดี คือมันทำงานได้ดีเฉพาะตอนมีแสงแดดเท่านั้น พอตกกลางคืน ไฟก็ผลิตไม่ได้ ส่วนวันที่เมฆหนา ฝนตก หรือฟ้าครึ้ม ประสิทธิภาพก็ลดลงอย่างเห็นได้ชัด นี่จึงเป็นข้อจำกัดสำคัญของพลังงานแสงอาทิตย์บนพื้นโลก

แต่ประเทศจีนกำลังมองไกลกว่านั้น ด้วยแนวคิดที่ฟังดูเหมือนหลุดมาจากนิยายวิทยาศาสตร์ นั่นคือการสร้าง โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์บนอวกาศ หรือ Space-Based Solar Power — SBSP

โครงการนี้มีชื่อว่า “ชูรื่อ” (Zhuri) ซึ่งแปลได้ว่า “การไล่ตามดวงอาทิตย์” และชื่อนี้ก็สะท้อนเป้าหมายของโครงการได้อย่างชัดเจน เพราะแทนที่จะรอให้แสงอาทิตย์ส่องลงมายังโลก จีนต้องการส่งแผงโซลาร์เซลล์ขนาดมหึมาขึ้นไปติดตั้งบนอวกาศ เพื่อรับพลังงานจากดวงอาทิตย์โดยตรง

แนวคิดหลักของโครงการคือการนำแผงโซลาร์เซลล์ขนาดใหญ่ไปประกอบไว้บน วงโคจรค้างฟ้า หรือ Geostationary Orbit ที่ระดับความสูงประมาณ 36,000 กิโลเมตร เหนือพื้นโลก จุดเด่นของวงโคจรนี้คือดาวเทียมจะโคจรไปพร้อมกับการหมุนของโลก ทำให้ดูเหมือนลอยอยู่เหนือพื้นที่เดิมตลอดเวลา

ที่สำคัญ บริเวณนั้นไม่มีเมฆมาบัง ไม่มีฝุ่น ไม่มีชั้นบรรยากาศคอยลดทอนพลังงาน และแทบไม่มีข้อจำกัดแบบ “กลางวัน–กลางคืน” เหมือนบนพื้นโลก ระบบจึงสามารถเก็บเกี่ยวพลังงานจากแสงอาทิตย์ได้อย่างต่อเนื่องตลอด 24 ชั่วโมง

นี่คือเหตุผลที่มีการคาดการณ์ว่า โรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์บนอวกาศอาจมีประสิทธิภาพสูงกว่าแผงโซลาร์เซลล์บนพื้นโลกได้มากกว่าสิบเท่า

แต่คำถามสำคัญคือ เมื่อผลิตไฟฟ้าได้บนอวกาศแล้ว จะส่งกลับมายังโลกอย่างไร?

คำตอบคือ ระบบจะเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์ที่รวบรวมได้ให้กลายเป็น คลื่นไมโครเวฟ จากนั้นยิงพลังงานกลับมายังสถานีรับสัญญาณบนพื้นโลก ก่อนจะแปลงกลับเป็นกระแสไฟฟ้าและส่งเข้าสู่ระบบกริด เพื่อให้ผู้คนสามารถใช้งานได้ตามปกติ

ความคืบหน้าสำคัญของโครงการนี้เกิดขึ้นในเดือนมิถุนายน ปี 2022 เมื่อทีมนักวิจัยจาก มหาวิทยาลัยเตี้ยนจื่อแห่งซีอาน หรือ Xidian University นำโดย ต้วน เป่าเหยียน สามารถทดสอบระบบจำลองบนภาคพื้นดินแบบครบวงจรได้สำเร็จเป็นครั้งแรกของโลก

ที่น่าสนใจคือ การทดสอบครั้งนั้นสำเร็จก่อนกำหนดเดิมถึง 3 ปี โดยใช้โครงสร้างเหล็กสูงประมาณ 75 เมตร เป็นฐานทดลองจำลองการรับและส่งพลังงานในระบบจริง ถือเป็นก้าวสำคัญที่ทำให้แนวคิดโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์บนอวกาศเริ่มเข้าใกล้ความเป็นจริงมากขึ้น

สำหรับแผนในอนาคต จีนตั้งเป้าจะเริ่มจากการปล่อยดาวเทียมทดสอบขนาด 10 กิโลวัตต์ ขึ้นสู่วงโคจรระดับต่ำ เพื่อทดลองการส่งพลังงานในระยะประมาณ 400 กิโลเมตร โดยวางแผนให้สำเร็จภายในปี 2028

จากนั้นในปี 2030 จะขยายการทดลองไปสู่การส่งพลังงานด้วยเลเซอร์กำลังปานกลางจากระยะไกลถึง 36,000 กิโลเมตร ก่อนจะยกระดับต่อไปในปี 2035 ด้วยระบบกำลังผลิตระดับ 10 เมกะวัตต์ และเสาอากาศขนาดประมาณ 100 เมตร

เป้าหมายสูงสุดของจีนคือการสร้างสถานีพลังงานแสงอาทิตย์เชิงพาณิชย์บนอวกาศให้ได้ภายในปี 2050 โดยสถานีดังกล่าวอาจมีเสาอากาศกว้างถึง 1 กิโลเมตร และสามารถผลิตไฟฟ้าได้สูงถึง 2 กิกะวัตต์

หากโครงการนี้ประสบความสำเร็จจริง มันอาจเปลี่ยนภาพอนาคตของพลังงานสะอาดไปอย่างสิ้นเชิง เพราะมนุษย์จะไม่ได้พึ่งพาแสงแดดที่ตกกระทบพื้นโลกเพียงอย่างเดียวอีกต่อไป แต่จะสามารถ “เก็บเกี่ยวแสงอาทิตย์” ได้จากอวกาศโดยตรง

และบางที ในอนาคต ไฟฟ้าที่เราเปิดใช้ในบ้าน อาจไม่ได้มาจากเขื่อน โรงไฟฟ้า หรือแผงโซลาร์เซลล์บนหลังคาเท่านั้น แต่อาจมาจากสถานีพลังงานขนาดยักษ์ที่กำลังลอยอยู่เหนือโลก และกำลังไล่ตามดวงอาทิตย์อยู่ตลอดเวลา.