Theo dự báo, khu vực hoàn chỉnh của tấm pin năng lượng Mặt Trời sẽ có diện tích rộng đến 4km2.
Chúng ta đang chứng kiến sự xuất hiện của một cuộc đua năng lượng mới, khi các quốc gia đang nỗ lực thu thập năng lượng Mặt Trời từ quỹ đạo và chuyển đưa xuống Trái Đất. Gần đây, Nhật Bản đã tuyên bố gia tăng tốc độ tham gia cuộc đua này, xác nhận rằng họ sẽ thực hiện thử nghiệm hệ thống này vào năm 2025.
Đúng với tên gọi của mình, khái niệm khai thác năng lượng mặt trời từ không gian là việc thu thập năng lượng Mặt Trời bằng vệ tinh. Được nhắc đến lần đầu bởi nhà văn khoa học viễn tưởng Isaac Asimov vào năm 1941, và lần đầu tiên được mô tả chi tiết trong ngôn ngữ khoa học bởi nhà nghiên cứu Peter Edward Glasser, công nghệ này hứa hẹn mang lại nguồn năng lượng dồi dào cho loài người trong hàng thiên niên kỷ.
Năng lượng Mặt Trời được chuyển đổi thành sóng vi - loại bức xạ cũng có trong lò vi sóng - và được truyền xuống các trạm thu sóng dưới bề mặt đất; tại đây, sóng vi được chuyển đổi thành năng lượng điện. Sóng vi có thể dễ dàng vượt qua các lớp mây, cung cấp một nguồn năng lượng ổn định không bị ảnh hưởng bởi thời tiết hay ngày đêm.
Tại Nhật Bản, một nhóm nghiên cứu do cựu hiệu trưởng Đại học Kyoto, ông Hiroshi Matsumoto, đứng đầu đã nghiên cứu kỹ thuật này từ lâu. Vào thập niên 80, họ đã thành công trong việc truyền năng lượng dưới dạng sóng vi trong môi trường vũ trụ.
Nghiên cứu được tiếp tục dưới sự lãnh đạo của giáo sư Đại học Kyoto, ông Naoki Shinohara. Năm 2009, nhóm nghiên cứu do ông Shinohara chỉ đạo đã thành công truyền năng lượng từ độ cao 30 mét xuống một chiếc điện thoại đặt trên mặt đất. Từ đó đến nay, họ vẫn đang cố gắng hoàn thiện công nghệ truyền năng lượng không dây này. Cũng vào năm 2009, Bộ Kinh tế, Thương mại và Công nghiệp Nhật Bản đã chủ trì dự án nghiên cứu tiềm năng của công nghệ tiên tiến này.
Những thử nghiệm sau này đều mang lại kết quả tích cực. Trong năm 2015 và 2018, nhóm nghiên cứu đã thành công trong việc truyền năng lượng cả theo chiều ngang và dọc, với khoảng cách truyền là hơn 50 mét. Trong tương lai gần, các nhà nghiên cứu sẽ tiến hành thử nghiệm với khoảng cách tính bằng kilomet.
Các nhà nghiên cứu tại Đại học Kyoto đã thực hiện thử nghiệm truyền năng lượng trong phòng thí nghiệm.
Tuy nhiên, ông Shinohara hy vọng rằng tốc độ phát triển sẽ nhanh hơn nữa. “Nếu chúng tôi có thể biểu diễn công nghệ này sớm hơn các quốc gia khác, nó có thể trở thành công cụ quan trọng cho quá trình phát triển công nghệ ngoài không gian”, ông Shinohara nói.
Nhóm nghiên cứu dự định tổ chức thử nghiệm quy mô lớn vào năm 2025, với mục tiêu truyền năng lượng từ không gian xuống bề mặt Trái Đất. Một mạng lưới vệ tinh sẽ truyền năng lượng từ quỹ đạo xuống các trạm thu sóng, có thể cách xa hàng trăm kilomet.
Nhật Bản không phải là quốc gia duy nhất tham gia vào cuộc đua này, khi cả Mỹ, Trung Quốc và Châu Âu đều đang nỗ lực hoàn thiện các công nghệ tương tự. Việc khai thác năng lượng Mặt Trời từ không gian đang nhận được sự quan tâm, khi các quốc gia hướng tới mục tiêu giảm lượng khí thải carbon dioxide.
Bên cạnh yếu tố công nghệ, chi phí hoạt động cũng là một thách thức lớn. Để tạo ra 1 gigawatt điện từ pin Mặt Trời đặt trong không gian, cỡ lớn như 4 km2 sẽ được yêu cầu. Ước tính cho thấy, chi phí lắp đặt hệ thống như vậy có thể lên đến hơn 1 nghìn tỷ yên Nhật, tương đương khoảng 7,1 tỷ USD.
Theo Nikkei