Uzay güneş panelleri Dünya'ya 7/24 temiz enerji ile nasıl güç sağlayabilir?

[™ Admin]

Uzay güneş panelleri Dünya'ya 7/24 temiz enerji ile nasıl güç sağlayabilir?

Güneş enerjisi, insanlığın temiz enerji repertuarının önemli bir parçası olmuştur. Güneş tarlalarına yığınla güneş ışığı toplayan paneller yayarız ve birçok insan çatılarını dikdörtgenlerle süsleyerek evlerine güç sağlar.

Ancak bu harika güç kaynağına bir uyarı var. Güneş panelleri geceleri enerji toplayamaz. En yüksek verimlilikte çalışmak için mümkün olduğunca fazla güneş ışığına ihtiyaçları var. Bu nedenle, bu güneş yakalayıcıların performansını en üst düzeye çıkarmak için araştırmacılar, onları güneşin hiç batmadığı bir yere, uzaya gönderme planıyla oynuyorlar.

Teorik olarak, bir grup güneş paneli yörüngeye fırlatılırsa, en sisli günlerde ve en karanlık gecelerde bile güneşi emerler ve muazzam miktarda güç depolarlar. Bu güç kablosuz olarak Dünya'ya ışınlansaydı, gezegenimiz 7/24 yenilenebilir temiz enerji soluyabilirdi.

Bu, karbon ayak izimizi önemli ölçüde azaltacaktır.

"Uzay güneş enerjisinin gerçek erdemi, gündüz ve gece güneş enerjisi sağlama yeteneğidir."
Michael Kelzenberg, California Teknoloji Enstitüsü
Kötüleşen bir iklim krizinin arka planında, uzay tabanlı güneş enerjisinin başarısı her zamankinden daha önemli olabilir. İklimin durumu şu anda dünya liderlerinin, krizi kontrol altına almak için "dünyanın en iyi son şansı" olarak adlandırılan COP26 zirvesi için Glasgow, İskoçya'da bir araya gelmesiyle dikkat çekiyor.

CNET Science, ülkelerin insan kaynaklı karbon emisyonlarını azaltmalarına yardımcı olmayı amaçlayan birkaç fütüristik stratejiyi vurguluyor. Uzay tabanlı güneş enerjisi gibi yeni nesil teknolojiler, iklim sorunlarımızı çözemez - hala enerji sistemlerimizi hızla karbondan arındırmamız gerekiyor - ancak yeşil inovasyon Paris Anlaşması'nın hedeflerine ulaşılmasına yardımcı olabilir: Küresel ısınmayı 2'nin çok altında sınırlayın yüzyılın sonuna kadar santigrat derece (3,6 Fahrenheit derece).

Güneşten gelen sınırsız yenilenebilir enerji kaynağı bunu yapmamıza yardımcı olabilir.

Bilim kurgudan gerçeğe
Onlarca yıldır, uzay güneş enerjisi bilim kurgu severlerin ve bilim adamlarının kafasında yaşadı.

1900'lerin başında, Rus bilim adamı-matematikçi Konstantin Tsiolkovsky, insan teknolojisini Dünya'nın ötesinde tasavvur eden fütüristik tasarımlar akışını sürekli olarak çalkalıyordu. Uzay asansörleri, yönlendirilebilir roketler ve tahmin ettiğiniz gibi uzay güneş enerjisi gibi şeyleri yaratmaktan sorumlu.

Bell Labs 50'lerde ilk somut "güneş panelini" icat ettiğinden beri, uluslararası bilim adamları Tsiolkovsky'nin bilim kurgu fantezisini gerçeğe dönüştürmek için çalışıyorlar. Japon araştırmacıları, ABD ordusunu ve Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü'nden Uzay Güneş Enerjisi Projesine öncülük eden bir ekibi içeriyor.

Projede kıdemli araştırma bilimcisi Michael Kelzenberg, uzay güneş enerjisi "1960'ların sonlarında ve 1970'lerde, Apollo programının en parlak döneminde, kapsamlı bir şekilde araştırıldı" dedi.

Ne yazık ki, malzemelerin ağırlığı ve hacmi nedeniyle, dönemin teknolojisi bu başarıya uygun maliyetli bir şekilde ulaşmak için yeterince gelişmiş değildi. Bankayı bozmadan klasik güneş panellerini bir roketle uzaya göndermek son derece zor olurdu.

Projenin baş araştırmacısı Harry Atwater, "Caltech yaklaşımının ayırt edici benzersiz ve tanımlayıcı özelliği, bileşen kütlesini 10 ila 100 kat azaltmaya odaklanmasıdır" dedi. "Bu, uzay güneş enerjisini ekonomik hale getirmek için hem üretim hem de başlatma maliyetlerini azaltmak için çok önemlidir."

Güneş panelleriyle dolu bir gökyüzü

Caltech ekibi, geleneksel güneş panellerini uzaya taşımak için bir roket kullanmak yerine, daha hafif, daha kompakt ve katlanabilir yeni bir panel türünü savunuyor. Fayanslara benzeyen bu havadar, mini güneş panellerinin çok sayıda yörüngeye gönderilmesini öneriyorlar.

Her bir karo, güneş enerjisini toplamak için fotovoltaik gibi ihtiyaç duyduğu her şeye sahiptir. Uzayda birleştiğinde, küçük kareler aslında Dünya'nın etrafında yüzen dev bir yenilenebilir enerji madeni oluşturuyor.

Ekip, ideal ultra hafif yapıyı oluşturmak için bir dizi kompozit malzemeye bakıyor olsa da, bazıları Dünya tabanlı güneş panelleriyle karşılaştırıldığında aslında daha az etkilidir. Ancak Kelzenberg, uzayda "etkililiğin" yeni bir anlam kazandığına dikkat çekiyor.

"Etkinlikteki artış, onları uzaya yerleştirerek bol miktarda yoğun güneş ışığı almalarından kaynaklanıyor çünkü güneş ışığının atmosferden geçmesi gerekmiyor" dedi. "Ayrıca temelde günde 24 saat güneş ışığı alıyorlar."

Güneş bu paneller üzerinde parladığında, doğru akım veya DC enerji demetlerini emerler. Takımın mekanizmasında, bu enerji radyo frekanslarına çevrilecekti. Bir sonraki adım, bu gücü Dünya'ya getirmek olacaktır.

Takıma göre bu, mikrodalga radyasyonu yoluyla gerçekleşecekti. Radyo frekansı enerjisi, çöldeki güneş alanlarını andıran alanlara gezegenimize doğru ışınlanacaktı. Ancak tipik olarak güneş panellerinin yerine, bu bölgeler, hasat edilen enerjiyi toplayan antenli alıcılar içerecektir.

Temelde kablosuz enerji transferi, Nikola Tesla'nın 19. yüzyılın sonlarında ünlü bir şekilde ima ettiği bir şey.

Kelzenberg, bu tür radyasyonu kullanmanın, sistemin yağmurda ve siste, gece ve hafif fırtınalarda çalışmasına izin verdiğini ve yalnızca en şiddetli hava koşullarında bozulma riski taşıdığını söylüyor. Bununla birlikte, kablosuz radyasyon modelleri hakkında sıklıkla sorulan bir soru, bunların bitki örtüsünü veya arazi özelliklerini olumsuz etkileyip etkilemeyeceğidir.

Atwater bunun bir endişe olmadığını söylüyor.

"Dünya'da alınan güç yoğunluğu, güneşli bir günde güneş ışığındaki güç yoğunluğuna eşdeğer olacaktır" diye açıkladı. "Ve uzay güneş enerjisi sistemleri, bu bağlamda özünde güvenli olacak şekilde tasarlanabilir."

Kelzenberg, ekstra bir güvenlik önlemi olarak, alıcı bölgesini kordon altına almak gibi tanıdık önlemlerin alınabileceğini söylüyor. Benzer bir dalga iletişim biçimi kullanan cep telefonu kuleleri de aynı şeyi yapar.

Dünyaya yerleştirilmiş alıcılar, enerjiyi radyo frekansları biçiminde aldıktan sonra, onu DC enerjisine geri dönüştürmek için bir yer istasyonuyla birlikte çalışacaklardı, bu daha sonra alternatif akım gücüne veya şebekeye beslenen AC gücüne dönüştürülecekti. ızgara, dedi Atwater.

Bu karmaşık bir işlemdir, ancak bu son kısım olan AC gücü, iPhone'unuzu şarj etmek ve dizüstü bilgisayarınıza hayat vermek için evinizin prizlerinden geçen normal eski elektriktir. işte.

Dünyayı ışınla, Scotty
Atwater, "Uzay güneş enerjisi bileşen teknolojisini göstermek için ilk uzay uçuşumuz şimdi 2022'nin sonlarında ticari bir uzay aracında planlanıyor." Dedi.

Ekip gerçek anlaşmayı başlatmayacak olsa da, teknolojilerin fizibilitesini daha küçük ölçekte gösterecek bir deney yapacaklar. Buluşun derme çatma, daha basit bir şekli olacak. Hatta daha önce uzay boşluğunu hiç görmemiş bir dizi güneş pili gönderecekler.

Ancak bir gün, uzay tabanlı güneş enerjisi bir gerçeklik haline gelirse, dünyayı değiştirebilir.

Sadece uzak bölgelere güç sağlamak ve kesintileri önlemek için elektrik şebekesini dengelemekle kalmaz, aynı zamanda diğer gezegenlerdeki madencilik operasyonlarına da enerji gönderebilir.

"Uzay güneş enerjisi, mevcut bir şebekenin olmadığı Dünya'daki uzak bölgelere konuşlandırılabilir; aynı zamanda, benzer bir yörüngesel enerji üretimi ve yüzeye ışınlama şeması yoluyla ay veya Mars'ta temel yük gücü üretmek için de kullanılabilir." Atwater açıkladı.

En önemlisi, insanların 7/24 güneş enerjisi ile üretebileceği enerji, gezegenimizin artan taleplerini karşılamaya ve hatta nükleer veya kömür enerjisinin yerini almaya yeterli olacaktır. Atwater, "Dünyadaki güneş panellerinin aksine, sürekli olarak mevcut olan bir 'temel yük' güç kaynağını temsil ediyor" dedi.

Kelzenberg, "Bu nedenle gelecekte tamamen karbonsuz bir elektrik şebekesine geçişte önemli bir rol oynayabileceğini düşünüyoruz" diye ekledi.

Elbette önünde uzun bir yol var. Ekibin 2022 deneyi başarılı olsa bile, göz önünde bulundurulması gereken üretim maliyetleri ve yörünge alanını kullanmayla ilgili yasal sorular var (hükümet kısıtlamaları olabilir). Bilinen elektrik şebekelerini uzay-güneş enerjisi santralleriyle değiştirmenin pratikliği konusundaki sorular da devam edecek.

Ama bu yolun sonunda altın bir şey bulabiliriz.

Kelzenberg, "Ucuz bir güneş paneli almanın ve onu yere koymanın, uzaya fırlatmaktan çok daha ucuza mal olacağı konusunda kesinlikle hemfikir olabileceğimizi düşünüyorum." Dedi. "Fakat uzay güneş enerjisinin gerçek erdemi, gece gündüz güneş enerjisi sağlama yeteneğidir."

Kaynak: CNeT