Uzay tabanlı güneş enerjisi (SBSP) gerçeğe yaklaşıyor ve uzun vadede yeşil enerji kaynaklarına geçişin tamamlanmasına yardımcı olabilir.
Gökyüzündeki lazer fikri, bilim kurgu romanlarının veya James Bond kötü adamlarının entrikalarının özel alanıydı. Şimdi gerçek oluyor ve filmlerin aksine, iyilik için bir güç olarak kullanılabilir ve dünyanın karşı karşıya olduğu en acil zorlukların bazılarının üstesinden gelmeye yardımcı olabilir.
GlobalData, Tech, Media and Telecom (TMT) Predictions 2021 raporunda sürdürülebilirliği 2021 için ana tema olarak tanımladı.
Temiz enerji kaynaklarına geçiş, küresel ısınmayı Paris Anlaşması tarafından belirlenen 1,5 ° C hedefiyle sınırlandırmak için belki de gündemdeki en acil maddedir. İklim ve Enerji Çözümleri Merkezi’ne göre enerji sektörü, küresel sera gazı (GHG) emisyonlarının% 30’undan fazlasını oluşturan dünyanın bir numaralı kirleticisi.
Teknolojik gelişmeler ticari gerçeklikle buluşuyor
Pek çok avantajına rağmen, bu alternatif enerji kaynağının önemli bir dezavantajı var: astronomik maliyet. Teoride, gerçeğe dönüştürmek için gereken teknolojiler zaten mevcut olsa da, üretim, başlatma ve montaj maliyeti (büyük olasılıkla uzayda gerçekleşmesi gerekecek), şu anda ticari olarak yapılamaz hale getiriyor. Ancak son yıllarda sağlanan teknolojik gelişmeler, fırlatma maliyetlerini önemli ölçüde düşürerek gelecek için umutları artırdı.
Şu anda kilit oyuncuları, temiz, sınırsız güç kaynaklarına erişimi güvence altına almak isteyen Çin, ABD ve Japon hükümetleridir. Örneğin Çin, 2050 yılına kadar ticari olarak uygun hale getirme niyetiyle ilk işleyen prototipi 2022’de uzaya göndermeyi planlıyor.
Mevcut Küresel Enerji Tüketimi ve Eğilimler
Dünyanın enerji tüketimi sadece artıyor . Oxford Üniversitesinden Our World in Data raporuna göre, küresel birincil enerji tüketimi ile ilgili olarak, mevcut dünya tüketimi yılda 160.000 TWh’nin üzerindedir. Güneş enerjisi yalnızca 585 TWh katkıda bulunur.
Yenilenebilir enerji çözümleri, yatırımları ve kullanımında bir artış olmasına rağmen, petrol, kömür ve gaz hala tüketilen küresel enerjinin % 80’inden fazlasını üretiyor – güneş enerjisi% 1’den az üretiyor.
2004 ile 2015 arasında, yenilenebilir enerji yatırımları 36,2 milyar sterlin (46,7 milyar ABD doları) ‘den 220,6 milyar sterlin (284,8 milyar ABD doları)’ ye % 600 artmıştır .
Mevcut tahminler, dünya nüfusunun 2050 yılına kadar 9,7 milyara ulaşacağını gösteriyor . Nüfusun artmasıyla birlikte dünya enerji tüketiminin de 2050 yılına kadar% 50 artacağı tahmin ediliyor .
Ayrıca iklim değişikliğinin etkileri de hızlanıyor. Dünya enerjisinin büyük bir yüzdesini fosil yakıtlardan elde etmemize rağmen, fosil yakıtlar iklim değişikliğinin artmasına önemli katkı sağlıyor .
Nispeten, güneş enerjisi günümüzün en güvenli enerji kaynağıdır – yine de küresel enerji üretiminin yalnızca küçük bir yüzdesine katkıda bulunur.
Uzay Tabanlı Güneş Enerjisinin Dezavantajları
Uzay tabanlı güneş enerjisinin henüz gerçek olmamasının bir nedeni var. Bir kere, bu enerjiyi toplamak için gereken büyük uyduları fırlatmak aşırı pahalı. Tahminler, SBSP ile bir şehre enerji sağlayacak bir sistemin on milyarlarca dolara mal olacağını gösteriyor. Bir de enerjiyi Dünya‘ya aktarma sorunu var. En iyi mikrodalga vericilerimiz şimdiye kadar sadece birkaç yüz metreye ulaşabildi. Lazer iletimiyle daha uzak mesafelere ulaşabiliyoruz ama bu sefer de işe yarayacak kadar enerjiyi taşıyamıyoruz. SBSP fikri rafa kaldırılmış değil ama nükleer füzyon gibi seçenekler gelecekteki enerji ihtiyaçlarımız için daha uygun olabilir.
Güneş Enerjisi
Güneş, insanlık tarihi boyunca kullandığımız miktarda enerjiyi bir saniyede üretiyor. Bu radyasyon her yöne yayılıyor ama sadece Dünya‘ya ulaşan miktar bile oldukça fazla. Anlık olarak Güneş‘ten yaklaşık 173.000 terawatt (trilyon watt) enerji alıyoruz ki bu, anlık toplam enerji kullanımımızın yaklaşık 10.000 katı. Bunun neredeyse üçte birini atmosferimiz engelliyor ve gezegenimizin %71’inin su olduğunu düşünürsek, hepsini toplamamız mümkün değil. Buna rağmen, geriye kalanı toplayabilsek bile hepimize yeter.
Anahtar oyuncular SBSP dahil Çin, ABD ve Japonya’yı teknoloji gelişmeler, ortaklıklar ve fırlatma planları açısından ilerleme göstermiştir.
Çin zaten uzaya fırlatma yolunda ilerliyor. China Aerospace Science and Technology Corporation , stratosferde 2021 ile 2025 yılları arasında uzayda enerjiden yararlanabilecek küçük ila orta ölçekli güneş uyduları fırlatmayı planlıyor .
Çin ayrıca 2030 yılına kadar uzay tabanlı güneş panellerinden bir megavat enerji üretmeyi ve 2050 yılına kadar ticari olarak uygun bir güneş uzay istasyonu işletmeyi planlıyor .
ABD , süregelen ortaklıklar ve yatırımlar vardır. Örneğin, SBSP’ye ileri teknoloji sağlamak için Northrop Grumman ile ABD Hava Kuvvetleri Araştırma Laboratuvarı arasında 100 milyon dolarlık bir ortaklık kuruldu .
Yine ABD’de, Northrop Grumman Corporation ve Caltech arasında, ‘Uzay Güneş Enerjisi Girişimi’ adlı uzay güneş enerjisi projesini geliştirmek için 17,5 milyon dolarlık bir işbirliği kuruldu . Girişimin amacı, uzay tabanlı bir güneş enerjisi sisteminin mevcut elektrik kaynaklarıyla karşılaştırılabilir bir maliyetle elektrik üretmesini sağlayacak bilimsel ve teknolojik yenilikler geliştirmekti.
Devam eden araştırmalar ve teknolojik gelişmeler var. ABD’de, SPS-ALPHA Mark-II konseptinin geliştirilmesi devam ediyor. Bu, başarılı olursa, uzayda kablosuz güç aktarımlarını kullanarak on binlerce megavat elektriği uzaktan Dünya’ya gönderebilecek devasa platformların inşasını mümkün kılacaktır. Bu aynı zamanda Dünya’ya ve uzay görevlerinde karşılanabilir gücün dağıtımını da sağlayacaktır .
Ek olarak, yeniden kullanılabilir fırlatma sistemleri oluşturmak için ilerleme kaydedilmektedir . Bunda başarı, uzaya taşıma maliyetini ve uzay tabanlı güneş enerjisinin genel maliyetini düşürecektir. Bir örnek olan SpaceX şu anda uzaya taşınması için kullanılabilecek yeniden kullanılabilir fırlatma araçları üzerinde çalışıyor.
Japan , araştırmacılar başarıyla kablosuz elektrik gücü iletilen mikrodalgalar kullanılarak. Araştırmacılar 1,8 kW elektrik gücünü mikrodalgalara dönüştürdü ve 55 metre uzaklıktaki bir alıcıya doğru bir şekilde iletti. Bu, SBSP’yi gerçeğe yaklaştırmaya yönelik teknolojik bir ilerlemeydi . Japonya ayrıca uzay tabanlı güneş sistemlerini gelecekteki uzay keşif vizyonunun bir parçası yaptı .
SBSP için Geleceğe Bakış
Fosil yakıtlar sonludur ve sonunda tükenebilir. Devam eden araştırma ve yatırımlarla, uzay temelli güneş enerjisinin güneş enerjisinin uygulanabilir geleceği olma olasılığı yüksek .
Uzay temelli güneş enerjisinin maliyeti düşürülebilirse, azaltılamayan büyük bir sürdürülebilir enerji kaynağı olması muhtemeldir. Teknolojiyi uzayda uygulama zaman çizelgelerine sahip olan Çin gibi büyük oyuncular, teknolojide gelecekteki gelişmeler için bazı temel bilgiler sağlayabilir.
Kaynak
power-technology.com/comment/here-comes-the-sun-space-based-solar-power-is-on-the-horizon/
greenmatch.co.uk/blog/2020/02/space-based-solar-power
bilimseldunya.com/uzay-tabanli-gunes-enerjisi/
bbc.com/future/article/20201126-the-solar-discs-that-could-beam-power-from-space