Energi
Kan solceller vara bättre än kärnkraft på Mars?
Konstnärlig tolkning av hur det skulle kunna se u vid en bemannad biotillverkning på Mars, som drivs av solceller och som kan syntetisera mat och läkemedel, tillverka biopolymerer och återvinna biologiskt avfall. Bilden är beskuren. Foto: Davian Ho
På många platser på Mars yta kan det vara bättre att bosättningar använder sig av solenergi än kärnkraft, enligt en ny analys. Forskarna ser bland annat fördelar sett till vikt och effektivitet.
Utgångspunkten är att en sexmannad besättning reser till Mars, och stannar på planetens yta i 480 dagar innan de kan resa tillbaka till vår jord. Forskarna vid University of California, Berkeley, har sedan jämfört solenergi och kärnkraft ur ett systemperspektiv för att se vilket energialternativ som skulle var bäst för en besättning som vistas på den röda planeten.
Andra forskare har landat i att kärnkraft vore det bättre alternativet, bland annat eftersom det är tillförlitligt och kan fungera oavsett tid på dygnet. Men den aktuella forskargruppens analys visar att fördelarna med solceller är flera, trots att de behöver lagras för användning på natten och elproduktionen kan begränsas av sandstormar. Solceller är ändå effektiva, flexibla och väger förhållandevis lite, vilket är viktigt i Marssammanhang. Att transportera material hela vägen till Mars är väldigt dyrt.
Kärnkraftsystemet Kilopower vs solceller
Forskarna har skapat en datamodell med olika energiscenarier och där olika energibehov ingår, såsom kontroll av temperatur och tryck i bosättningar, tillverkning av gödningsmedel till odlingar och tillverkning av metan till det raketbränsle som kommer att behövas för att resa tillbaka till Jorden.
De jämförde kärnkraftsystemet Kilopower med solceller med tre olika lagringsalternativ: batterier, tillverkning av vätgas av solenergi genom elektrolys och tillverkning av vätgas av solenergi direkt via fotoelektrokemiska celler. Vätgasen lagras i de två senare fallen i bränsleceller för att förse bosättningar med el när solcellerna inte kan göra det, till exempel nattetid eller när sandstormar slår till.
Forskarnas resultat är att solceller i kombination med vätgas genom elektrolys är mer kostnadseffektivt per kilo jämfört med kärnkraft på nära hälften av Mars yta. De har som exempel räknat ut att solpaneler och vätgaslagring skulle väga drygt 8,3 ton om landningsplatsen ligger nära Mars ekvator, medan Kilopowers reaktorsystem skulle väga 9,5 ton.
Studien ”Photovoltaics-driven power production can support human exploration on Mars” har publicerats i den vetenskapliga tidskriften Frontiers in Astronomy and Space Sciences.
