İngiltere hükümetinin uzayda bir güneş enerjisi istasyonu inşa etmek için 16 milyar sterlinlik bir teklif düşündüğü bildiriliyor.

Evet, doğru okudunuz. Uzay tabanlı güneş enerjisi, hükümetin Net Sıfır İnovasyon Portföyünde yer alacak teknolojilerden biridir . İngiltere’nin 2050 yılına kadar net sıfıra ulaşmasını sağlamak için diğerlerinin yanı sıra potansiyel bir çözüm olarak tanımlanmıştır.

Ama uzayda bir güneş enerjisi istasyonu nasıl çalışır? Bu teknolojinin avantajları ve dezavantajları nelerdir?

Uzay tabanlı güneş enerjisi, uzayda güneş enerjisinin toplanmasını ve Dünya’ya aktarılmasını içerir. Fikrin kendisi yeni olmasa da, son teknolojik gelişmeler bu olasılığı daha ulaşılabilir hale getirdi.

Uzay tabanlı güneş enerjisi sistemi, güneş panelleriyle donatılmış devasa bir uzay aracı olan bir güneş enerjisi uydusunu içeriyor. Bu paneller, daha sonra yüksek frekanslı radyo dalgaları aracılığıyla kablosuz olarak Dünya’ya iletilen elektrik üretir. Rekten adı verilen bir toprak anteni, radyo dalgalarını elektriğe dönüştürmek için kullanılır ve daha sonra elektrik şebekesine iletilir.

Yörüngedeki uzay tabanlı bir güneş enerjisi istasyonu, günde 24 saat Güneş tarafından aydınlatılır ve bu nedenle sürekli elektrik üretebilir. Bu, yalnızca gündüzleri elektrik üretebilen ve hava durumuna bağlı olan karasal güneş enerjisi sistemlerine (Dünyadaki sistemler) göre bir avantajı temsil eder.

2050 yılına kadar küresel enerji talebinin yaklaşık %50 artması öngörüldüğünde , uzay tabanlı güneş enerjisi, dünya enerji sektöründe artan talebi karşılamaya ve küresel sıcaklık artışıyla mücadeleye yardımcı olmanın anahtarı olabilir.

Bazı zorluklar

Uzay tabanlı bir güneş enerjisi istasyonu, çok sayıda güneş modülünün yörüngedeki robotlar tarafından monte edildiği modüler bir tasarıma dayanmaktadır. Tüm bu unsurları uzaya taşımak zor, maliyetli ve çevreye zarar verecek.

Güneş panellerinin ağırlığı, erken bir zorluk olarak tanımlandı. Ancak bu, ultra hafif güneş pillerinin (güneş paneli daha küçük güneş pillerinden oluşur) geliştirilmesiyle ele alındı .

Hafif güneş pilleri, kablosuz güç iletimi ve uzay robotiği dahil olmak üzere temel teknolojilerdeki gelişmeler nedeniyle, uzay tabanlı güneş enerjisinin teknik olarak uygun olduğu kabul edilmektedir.

Daha da önemlisi, sadece bir uzay tabanlı güneş enerjisi istasyonunun montajı bile birçok uzay mekiği fırlatmasını gerektirecektir. Uzay tabanlı güneş enerjisi, uzun vadede karbon emisyonlarını azaltmak için tasarlanmış olsa da, uzaya fırlatmalarla ilgili önemli emisyonların yanı sıra maliyetler de var.

Space X gibi şirketler bunu değiştirmek için çalışıyor olsa da, uzay mekikleri şu anda yeniden kullanılabilir değil . Fırlatma sistemlerini yeniden kullanabilmek, uzaya dayalı güneş enerjisinin toplam maliyetini önemli ölçüde azaltacaktır.

Uzay tabanlı bir güneş enerjisi santralini başarılı bir şekilde inşa etmeyi başarırsak, işletimi de birçok pratik zorlukla karşı karşıya kalır. Güneş panelleri uzay enkazından zarar görebilir . Ayrıca, uzaydaki paneller Dünya’nın atmosferi tarafından korunmaz. Daha yoğun güneş radyasyonuna maruz kalmaları, Dünya’dakilerden daha hızlı bozulacakları ve üretebilecekleri gücü azaltacakları anlamına gelir .

Kablosuz güç iletiminin verimliliği başka bir konudur . Uzun mesafeler boyunca enerji iletmek – bu durumda uzaydaki bir güneş uydusundan yere – zordur. Mevcut teknolojiye göre, toplanan güneş enerjisinin sadece küçük bir kısmı Dünya’ya ulaşacaktı.

Pilot projeler devam ediyor

ABD’deki Uzay Güneş Enerjisi Projesi , yüksek verimli güneş pillerinin yanı sıra uzayda kullanım için optimize edilmiş bir dönüşüm ve iletim sistemi geliştiriyor. ABD Deniz Araştırma Laboratuvarı , 2020’de uzayda bir güneş modülü ve güç dönüştürme sistemini test etti. Bu arada Çin, 2035 yılına kadar işleyen bir sisteme sahip olmak amacıyla Bishan uzay güneş enerjisi istasyonunda ilerleme kaydettiğini duyurdu.

Birleşik Krallık’ta, son Frazer-Nash Danışmanlık raporuna göre, 17 milyar sterlinlik bir uzay tabanlı güneş enerjisi geliştirme, uygulanabilir bir konsept olarak kabul ediliyor . Projenin küçük denemelerle başlaması ve 2040 yılında operasyonel bir güneş enerjisi santraline yol açması bekleniyor.

Güneş enerjisi uydusu 1.7 km çapında ve yaklaşık 2.000 ton ağırlığında olacak. Karasal anten çok fazla yer kaplıyor – kabaca 6,7km’ye 13km. Birleşik Krallık genelinde arazi kullanımı göz önüne alındığında, açık denizlere yerleştirilmesi daha olasıdır.

Bu uydu İngiltere’ye 2GW güç sağlayacak. Bu önemli miktarda bir güç olmakla birlikte, İngiltere’nin 76GW civarındaki üretim kapasitesine küçük bir katkıdır .

Son derece yüksek başlangıç ​​maliyetleri ve yavaş yatırım getirisi ile proje, özel şirketlerin yatırımlarının yanı sıra önemli hükümet kaynaklarına ihtiyaç duyacaktır.

Ancak teknoloji ilerledikçe, uzaya fırlatma ve üretim maliyeti istikrarlı bir şekilde azalacaktır. Ve projenin ölçeği, maliyeti bir miktar aşağı çekmesi gereken seri üretime izin verecek.

Uzay tabanlı güneş enerjisinin 2050 yılına kadar net sıfıra ulaşmamıza yardımcı olup olmayacağı henüz görülmedi. Çeşitli ve esnek enerji depolama, hidrojen ve yenilenebilir enerji sistemlerinde büyüme gibi diğer teknolojiler daha iyi anlaşılır ve daha kolay uygulanabilir.

Zorluklara rağmen, uzay tabanlı güneş enerjisi, heyecan verici araştırma ve geliştirme fırsatları için bir öncüdür. Gelecekte, teknolojinin küresel enerji arzında önemli bir rol oynaması muhtemeldir.