Startup slibuje solární elektřinu i v noci. Zatím bez čísel
foto: Overview Energy, se svolením/Vizualizace satelitu Overview Energy
Americký startup Overview Energy otestoval přenos energie z letadla na pozemní solární panely. Cílem je dodávat kosmickou solární elektřinu z oběžné dráhy.
Overview oznámil, že v listopadu dokázal z malého letadla ve výšce zhruba pěti kilometrů přenášet energii na pozemní solární instalaci. Podle firmy jde o první případ, kdy byl elektrický výkon přenesen na pevný cíl z vysílače, který byl v pohybu. Energie byla přenášena pomocí širokého, nízkoenergetického laseru v blízkém infračerveném spektru, mířeného přímo na běžné komerční solární panely.
Celý nápad zapadá do širšího konceptu tzv. kosmické solární energie. Satelity by na oběžné dráze nepřetržitě sbíraly sluneční záření a přenášely ho na Zemi bez ohledu na denní dobu nebo roční období. Konkurenční projekty, například od firem Aetherflux nebo Space Solar UK, pracují buď s úzce zaměřenými lasery, nebo s mikrovlnným přenosem energie.
Psali jsme
Solární výroba ve střední Evropě vzrostla během posledních pěti let z 5 TWh na 29 TWh; jde o nejvyšší tempo v celé EU, dvakrát rychlejší než…
Vedle amerických a evropských projektů se do vývoje kosmické solární energie výrazně zapojila i Čína. Čínské výzkumné týmy, mimo jiné napojené na Xidian University a státní kosmické agentury, se soustředí především na mikrovlnný přenos energie ze satelitů na pozemní přijímače. V roce 2023 Čína dokončila pozemní testovací věž pro bezdrátový přenos energie a potvrdila plán vypustit demonstrační satelit kolem roku 2028. Dlouhodobým cílem je orbitální elektrárna na geostacionární dráze s výkonem v řádu megawattů až gigawattů. Na rozdíl od laserových konceptů Čína sází na mikrovlny kvůli jejich lepší průchodnosti atmosférou – za cenu nutnosti extrémně rozměrných antén na oběžné dráze i na Zemi.
Overview tvrdí, že jeho přístup je bezpečnější a praktičtější, protože nevyžaduje žádné speciální přijímače. Energii by podle firmy mohly zachytávat běžné solární farmy, jaké už dnes stojí u elektrických sítí.
Zatím bez čísel
Zásadní problém je, že firma neuvedla klíčová čísla. Nezveřejnila, kolik wattů energie bylo při letu skutečně přeneseno ani jak dlouho přenos trval. CEO Marc Berte pouze uvedl, že šlo o „tisíce wattů“. Bez těchto údajů nelze posoudit, zda šlo o technicky významný test, nebo spíš o krátký experiment s minimálním výkonem.
Pro srovnání: americká agentura DARPA v roce 2024 v rámci programu POWER demonstrovala laserový přenos zhruba 800 wattů elektrického výkonu na vzdálenost přibližně 8,6 kilometru. Přenos probíhal asi 30 sekund a maximální účinnost se pohybovala kolem 20 procent, přičemž s rostoucí vzdáleností klesala. Smyslem testu nebylo kontinuální napájení, ale ověření řízení svazku, stability přenosu a schopnosti zasáhnout relativně malý přijímač. I sama DARPA výsledek prezentovala spíš jako výzkumný milník než technologii blízkou praktickému nasazení v energetice.
Psali jsme
Australská vláda přišla s návrhem zákona, který nařizuje dodavatelům elektřiny, aby zákazníkům umožnili čerpat nejméně po tři hodiny denně energii…
Účinnost kolem 20 procent je ostatně pro podobné systémy typická. Znamená to, že většina vyrobené energie se cestou ztratí. Overview o účinnosti svého řešení žádná data nezveřejnil.
Dalším limitem je prostá fyzika. Infračervené a blízké infračervené záření je výrazně pohlcováno vodní párou, mraky a deštěm. Přenos výkonu by tak byl silně závislý na počasí – na rozdíl od mikrovln, které atmosférou procházejí spolehlivěji.
Přesto má firma ambiciózní plány. Do roku 2028 chce vypustit demonstrační satelit na nízkou oběžnou dráhu a kolem roku 2030 zahájit komerční provoz s přenosem výkonu v řádu megawattů z geostacionární dráhy. Vzhledem k tomu, že dnes firma mluví o přenosu „několika tisíc wattů“ z letadla, jde o skok o několik řádů bez zatím doložené technologické cesty.
Vyplatí se to?
Zda má podobná technologie šanci mimo laboratorní a demonstrační fázi, rozhoduje nakonec prostá ekonomika. Přenos energie ze satelitu na Zemi totiž není jen technický problém, ale především otázka nákladů na vynesení zařízení na oběžnou dráhu a hodnoty elektřiny, kterou je možné takto dodat.
I při relativně optimistickém výhledu na konec dekády se cena vynesení nákladu na nízkou oběžnou dráhu bude pohybovat kolem jednoho tisíce dolarů za kilogram. To znamená zhruba milion dolarů za tunu, tedy přibližně 23 milionů korun. Technologie schopná dodat na Zemi jeden megawatt nepřetržitého výkonu by přitom musela nést nejen samotné solární panely, ale i laserový přenosový systém, optiku, chlazení, stabilizaci a konstrukci. I při velmi optimistických předpokladech by šlo o desítky tun hardwaru na každý megawatt dodaného výkonu (připomeňme, že na Zemi se do sítě dostane jen pětina pětina v kosmu vyrobené energie). Jen samotné náklady na vynesení takového systému by se tak pohybovaly kolem stovek milionů korun.
Přínos je naopak poměrně snadno spočitatelný. Jeden megawatt dodaný nepřetržitě po celý rok odpovídá zhruba 6 gigawatthodin elektřiny – za předpokladu, že systém by neměl vytvářet nový zdroj výkonu, nýbrž „vyplňovat“ dobu, kdy jsou existující solární farmy nečinné — tedy zhruba 65 až 75 procent času.
Při dnešních velkoobchodních cenách elektřiny v Evropě, které se dlouhodobě pohybují kolem 70 eur za megawatthodinu, by takový systém generoval tržby zhruba 15 milionů korun ročně. A to za předpokladu, že by fungoval bez výpadků, degradace a dodatečných nákladů.
Už jen srovnání těchto dvou čísel ukazuje problém. Návratnost samotných nákladů na vynesení technologie by se pohybovala v řádu desítek let. Do této úvahy přitom nejsou započítány náklady na vývoj, výrobu, pojištění, provoz pozemní infrastruktury ani kapitálové náklady investora. Po jejich započtení by se ekonomická návratnost prakticky vytratila.
Z čistě ekonomického pohledu tak kosmický přenos energie při dnešních cenách elektřiny a realistických nákladech na kosmickou dopravu nedává smysl pro běžné napájení elektrické sítě. Aby se rovnice začala měnit, musela by dramaticky klesnout cena vynesení nákladu, řádově se snížit hmotnost technologie na jednotku výkonu, nebo by musela výrazně vzrůst hodnota dodané elektřiny. To posouvá smysluplné využití spíše do úzce vymezených scénářů, kde je elektřina extrémně drahá nebo jinak nedostupná – například v armádních, krizových či odlehlých aplikacích.