Güneş enerjisi her zaman insanlığın temiz enerjisinin önemli bir parçası olmuştur. Güneş enerjisi alanına çok sayıda güneş ışığı toplayan panel yerleştirdik ve birçok kişi evlerine enerji sağlamak için dikdörtgen çatı dekorasyonları kullanıyor.
Ancak bu harika güç kaynağının bir uyarısı var. Güneş panelleri geceleri enerji toplayamaz. Maksimum verimlilikte çalışabilmeleri için mümkün olduğunca fazla güneş ışığına ihtiyaçları vardır. Bu nedenle, bu güneş yakalayıcıların performansını en üst düzeye çıkarmak için araştırmacılar, onları güneşin hiç batmadığı bir yere, yani uzaya göndermek için bir plan geliştiriyorlar.
Teorik olarak, eğer bir yığın güneş paneli yörüngeye gönderilirse, güneş ışığını emebilir ve en sisli günlerde ve en karanlık gecelerde bile büyük miktarda elektrik depolayabilir. Bu enerjinin kablosuz olarak yeryüzüne iletilmesi halinde gezegenimiz 7/24 yenilenebilir temiz enerji soluyabilir.
Kötüleşen iklim krizi bağlamında, uzayda güneş enerjisinin başarısı her zamankinden daha önemli olabilir. Dünya liderleri COP26 zirvesine katılmak üzere İskoçya'nın Glasgow kentinde bir araya gelirken, iklim koşulları artık ilgi odağı oldu. Zirve, krizi kontrol altına almak için 'dünyanın en iyi son şansı' olarak adlandırıldı.
CNET Science, ülkelerin insan kaynaklı karbon emisyonlarını azaltmalarına yardımcı olmayı amaçlayan bazı gelecek stratejilerinin altını çiziyor. Uzay güneşi gibi yeni nesil teknolojiler iklim sorunlarımızı çözemez - hala enerji sistemimizi hızlı bir şekilde karbondan arındırmamız gerekiyor - ancak yeşil inovasyon, Paris Anlaşması'nın hedefine ulaşmaya yardımcı olabilir: küresel ısınmayı çok daha düşük bir seviyede sınırlamak 2'den sonuna kadar bu yüzyılda Santigrat derece (3,6 Fahrenheit derece).
Onlarca yıldır uzay güneş enerjisi bilim kurgu hayranlarının ve bilim adamlarının aklındaydı.
1900'lerin başında, Rus bilim adamı ve matematikçi Konstantin Tsiolkovsky (Konstantin Tsiolkovsky), dünyanın ötesinde insan teknolojisini tasavvur eden bir dizi fütüristik tasarımı sürekli olarak tanıtıyordu. Tahmin edebileceğiniz gibi, uzay asansörleri, yönlendirilebilir roketler ve uzay güneş enerjisi gibi şeyleri çağırmaktan sorumludur.
Bell Laboratuvarları 1950'lerde ilk beton 'güneş panelini' icat ettiğinden beri, uluslararası bilim insanları Tsiolkovsky'nin bilim kurgu fantezisini gerçeğe dönüştürmek için çok çalışıyorlar. Bunlar arasında Japon araştırmacılar, ABD ordusu ve Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü'ndeki uzay güneş enerjisi projesine liderlik eden ekip yer alıyor.
Projenin kıdemli araştırma bilimcisi Michael Kelzenberg, uzay güneş enerjisiyle ilgili '1960'ların sonlarında ve 1970'lerde, biraz da Apollo programının en parlak döneminde olduğu gibi, kapsamlı bir şekilde çalışıldığını' söyledi.
Ne yazık ki malzemenin ağırlığı ve hacmi nedeniyle o dönemin teknolojisi bu başarıyı ekonomik ve verimli bir şekilde gerçekleştirecek kadar ileri değildi. Bütçenizi zorlamadan klasik güneş panellerini roketlerle uzaya göndermek çok zordur.
Projenin baş araştırmacısı Harry Atwater, 'Caltech yönteminin benzersiz ve tanımlayıcı özelliği, bileşen kütlesini 10 ila 100 kat azaltmaya odaklanmasıdır' dedi. 'Uzay güneş enerjisini ekonomik hale getirmek amacıyla üretim ve fırlatma maliyetlerini azaltmak açısından bu çok önemli.'
Caltech ekibi geleneksel güneş panellerini uzaya itmedi; bunun yerine daha hafif, daha kompakt ve katlanabilir yeni tür güneş panellerini savundu. Raylara fayanslara benzer çok sayıda havalandırmalı minyatür güneş paneli gönderilmesini önerdiler.
Her bir karo, güneş enerjisini toplamak için fotovoltaik enerji üretimi gibi ihtiyaç duyduğu her şeye sahiptir. Uzayda birbirine bağlandığında bu küçük küpler aslında dünyanın etrafında yüzen devasa bir yenilenebilir enerji madeni oluyor.
Ekip ideal ultra hafif yapıyı oluşturmak için bir dizi kompozit malzeme üzerinde çalışıyor olsa da, bunların bazıları aslında Dünya'nın güneş panellerinden daha az verimli. Ancak Kelzenberg, uzayda 'etkililiğin' yeni bir anlam kazandığına dikkat çekti.
Verimlilik artışı, onları uzaya yerleştirerek bol miktarda güçlü güneş ışığı alabilmelerinden kaynaklanıyor çünkü güneş ışığının atmosferden geçmesi gerekmiyor' dedi. 'Ayrıca zamanlarının çoğunu günün 24 saati güneşte geçirirler.\
Güneş ışığı bu panellerin üzerine düştüğünde, bir miktar doğru akım veya DC enerjisini emeceklerdir. Ekibin mekanizmasında bu enerji radyo frekanslarına dönüştürülüyor. Bir sonraki adım bu gücü dünyaya getirmek.
Ekibe göre bu, mikrodalga radyasyonu yoluyla gerçekleşecek. Çöldeki güneş alanlarını anımsatan radyo frekansı enerjisi gezegenimize yayılacak. Ancak bu alanlarda alışılagelmiş güneş panelleri yerine, toplanan enerjiyi toplayacak antenli alıcılar bulunacak.
Temel olarak, 19. yüzyılın sonlarında Nikola Tesla'nın meşhur ipucu olan kablosuz enerji iletimidir.
Kelzenberg, bu radyasyonun kullanılmasının sistemin yağmurda, siste, geceleri ve hafif fırtınalarda çalışmasına olanak sağladığını ve yalnızca en kötü hava koşullarında kesinti riskiyle karşı karşıya olduğunu söyledi. Ancak kablosuz radyasyon modelleri hakkında sıklıkla sorulan soru, bunların bitki örtüsünü veya arazi özelliklerini olumsuz etkileyip etkilemeyeceğidir.
Dünyada alınan güç yoğunluğu güneşli günlerdeki güç yoğunluğuna eşdeğerdir' diye açıkladı. 'Bu bakımdan uzay güneş sistemi uygun maliyetli ve güvenli olacak şekilde tasarlanabilir.\
Kelzenberg, ek bir güvenlik önlemi olarak alıcı alanın kapatılması gibi tanıdık önlemlerin alınabileceğini söyledi. Benzer dalga iletişim biçimlerini kullanan baz istasyonları da aynı etkiye sahiptir.
Atwater, Dünya'daki alıcıların enerjiyi radyo frekansı biçiminde elde ettikten sonra, yer istasyonuyla birlikte çalışarak bu enerjiyi tekrar DC enerjisine dönüştüreceklerini ve ardından onu alternatif akıma veya alternatif akıma dönüştürerek şebeke şebekesine besleyeceklerini söyledi. .
Bu karmaşık bir süreçtir, ancak son nokta olan AC gücü, iPhone'unuzu ev priziniz üzerinden şarj eden ve dizüstü bilgisayarınıza hayat veren geleneksel eski elektriktir. Bakmak.
Atwater, 'Uzayda güneş modülü teknolojisini gösteren ilk uzay uçuşumuzun 2022 sonuna kadar ticari bir uzay aracında gerçekleşmesi planlanıyor' dedi.
Ekip gerçek bir anlaşma başlatmayacak olsa da, bu teknolojilerin fizibilitesini daha küçük ölçekte kanıtlamak için bir deney yapacak. Bu, buluşun geçici ve daha basit bir şekli olacaktır. Hatta daha önce uzayda boşluk görmemiş bazı güneş pilleri bile gönderecekler.
Sadece uzak bölgelere enerji sağlamaya ve elektrik kesintilerini önlemek için şebekeyi dengelemeye yardımcı olmakla kalmıyor, aynı zamanda diğer gezegenlerdeki madencilik operasyonları için de enerji sağlıyor.
Atwater, 'Uzay güneş enerjisi, mevcut bir elektrik şebekesinin bulunmadığı, yeryüzündeki uzak bölgelere yerleştirilebilir; aynı zamanda benzer bir yörüngesel enerji üretim planı yoluyla Ay veya Mars'ta temel yük gücü üretebilir ve onu yüzeye fırlatabilir,' diye açıkladı. .
En önemlisi, insanoğlunun gezegenimizin tırmanma ihtiyacını karşılamaya yetecek enerjiyi üretmek için 7/24 güneş enerjisini kullanabilmesi, hatta nükleer veya kömür gücünün yerini bile alabilmesidir. Atwater, 'Dünyadaki güneş panellerinin aksine, sürekli olarak kullanılabilen bir 'temel yük' güç kaynağını temsil ediyor' dedi.
Kelzenberg ekledi: 'Bu nedenle gelecekte tamamen karbon nötr bir şebekeye ulaşmada önemli bir rol oynayabileceğini düşünüyoruz.'
Tabii ki daha gidilecek uzun bir yol var. Ekibin 2022 deneyi başarılı olsa bile, yine de üretim maliyetlerini ve yörünge alanını kaplayan yasal sorunları (hükümet kısıtlamaları olabilir) dikkate alması gerekiyor. Bilinen elektrik şebekelerinin uzay güneş enerjisi santralleriyle değiştirilmesinin uygulanabilirliğiyle ilgili sorular da varlığını sürdürecek.
Kelzenberg, 'Ucuz bir güneş paneli elde edip yere koymanın maliyetinin, onu uzaya fırlatmanın maliyetinden çok daha düşük olacağı konusunda kesinlikle hemfikir olabileceğimizi düşünüyorum' dedi. 'Fakat uzay güneş enerjisinin gerçek avantajı gece gündüz güneş enerjisi sağlama yeteneğidir.'
