Uzay tabanlı güneş enerjisi (SBSP), 1968'deki başlangıcından bu yana alternatif olarak teşvik edilen ve göz ardı edilen bir fikirdir. Bir SBSP sistemi temelde şunlardan oluşan bir uydudur: Güneş panelleri uzaydan Dünya'ya elektrik enerjisi iletiyor. Gelecekteki enerji ihtiyaçlarını karşılama kapasitesi muazzam olan temiz bir enerji kaynağıdır. Bu teknolojinin hem olumlu hem de olumsuz etkileri, mevcut uygulanabilirliğini zayıflatmaktadır. O halde dalalım ve uzay tabanlı güneş enerjisinin artılarını ve eksilerini ve olası uygulamalarını keşfedelim.
Uzay Tabanlı Güneş Enerjisinin Artıları ve Eksileri
Uzay tabanlı güneş enerjisi (SBSP) uzayda güneş enerjisi toplama süreci ve bunu kablosuz olarak Dünya'ya iletir. Uydulara yerleştirilen ve güneş ışınımını üzerlerine yönlendiren reflektörlü veya şişirilebilir aynalı güneş panellerini kullanır. Bu güç daha sonra bir lazer veya mikrodalga aracılığıyla Dünya'ya gönderilir. Burada bir rektenna (bir mikrodalga anteni) aracılığıyla alınır.
National Space Society'ye göre, SBSP'nin diğer tüm yenilenebilir enerji kaynaklarının toplamından daha iyi performans gösterme potansiyeli vardır. En az çevresel etkiyle büyük miktarda enerji sağlayabilir.
Kavramı ve enerji ihtiyacımızı karşılama olasılığını daha iyi anlamak için uzay tabanlı güneş enerjisinin avantajlarını ve dezavantajlarını ayrıntılı olarak öğrenelim.
Artıları Uzay Tabanlı Güneş Enerjisi
1. Temiz Enerji Kaynağı
Uzay güneş enerjisi petrol, gaz, etanol ve kömür santrallerinden farklı olarak öne çıkıyor sera gazı salınımı yapmaz atmosfere. Kömür ve nükleer santrallerin aksine, uzay güneş enerjisi sınırlı tatlı su kaynaklarına ihtiyaç duymaz veya güvenmez.
Uzay güneş enerjisi, tarım arazileri için giderek kıtlaşan biyoetanol veya biyodizel gibi diğer enerji kaynaklarıyla rekabet etmez. Ayrıca, doğal gaz bazlı gübrelere bağımlılık yoktur.
2. Kolay Ulaşım
Uzaydan gelen güneş enerjisini kullanmak yeterince büyük bir talep yaratmak uzaya eşya taşımanın ucuz bir yolunu geliştirmek için. Bunu yaparak, güneş sisteminin kaynaklarının ekonomik potansiyeli açığa çıkarılacak.
3. İstihdam Olanakları
Uzay güneş enerjisinin kullanımı daha fazla iş yaratve havacılık alanındaki uzmanlıktan yararlanarak enerji güvenliği ve iklim değişikliği sorunlarının çözümüne yardımcı oluyoruz.
4. Güvenilir
Mevcut uzay güneş enerjisi miktarı muazzamdır ve günün her saati erişilebilirdir; bu, karadaki güneş enerjisiyle elde edilemeyen bir şeydir. rüzgar enerjisi tesisleri. Toplam bulut örtüsünden, gün ışığı varlığından veya rüzgar hızından etkilenmeden zahmetsizce çalışır. Bunu kullanmak, azaltılmış veya Petrol için öngörülemeyen veya dost olmayan ülkelere bağımlı olmamalıyız.
5. Daha güvenli
Uzay güneş enerjisi nükleer santrallere göre avantajlı çünkü yüzlerce yıl boyunca güvenli bir şekilde depolanması ve izlenmesi gereken toksik atık üretmez. Kömür ve nükleer yakıtlardan daha iyidir çünkü zararlı madenciliğe ihtiyaç duymaz.
6. Sınırsız
İşte uzay tabanlı güneş enerjisinin artıları ve eksileri listesinden bir sonraki fayda geliyor. Ülkeleri enerji açısından bağımsız Dünya merkezli enerji kaynaklarına olan bağımlılığı azaltarak ve böylece sınırlı kaynaklar için rekabeti düşürerek.
7. Yaygın Erişim
Uzay tabanlı güneş enerjisinden yararlanmak, Dünyanın herhangi bir noktasına enerji ihraç etme imkânı. Bu enerji daha sonra, elektriğe erişimi olmayan kırsal Hindistan gibi bölgelerde metanol üretmek gibi yerel gereksinimleri karşılamak için uyarlanabilir. Potansiyel uygulamalarından biri deniz suyunun tuzdan arındırılmasıdır. Aynı boyuttaki uzay tabanlı güneş santrali, benzer boyuttaki bir kara santralinden 13 kat daha fazla enerji sağlar. Bununla uzay tabanlı güneş enerjisi avantajlarının sonuna geldik, dezavantajlarını okuyalım.
Ayrıca Oku: Güneş Pil Depolamanın Artılarını ve Eksilerini Keşfetmek
Eksiler of Uzay Tabanlı Güneş Enerjisi
1. İnşaat
Uzay tabanlı güneş enerjisi uydularının en büyük dezavantajlarından biri, bunların inşasında yer alan karmaşıklık, özellikle büyük yapılara sahip uydular söz konusu olduğunda. Büyük uydular inşa etmek için uzaya fırlatılması gereken önemli miktarda malzemeye ihtiyaç vardır. Bu malzemeleri birleştirmek, bakımını yapmak ve değiştirmek de zaman içinde çok önemlidir. Maliyetli ve zaman alıcı periyodik bir işlemdir ve bu kadar yüksek maliyetlerle pratik görünmemektedir.
2. Yüksek Geliştirme Maliyeti
Uzay güneş enerjisinin geliştirilmesi pahalı bir süreç. Uzay güneş enerjisi geliştirmenin masraflarını, bunu takip etmemenin masraflarıyla karşılaştırmak önemlidir. Bu sistemleri uzayda inşa etmek maliyetlidir çünkü gerekli tüm malzemeleri taşımak için çok sayıda uzay mekiği fırlatması gerekir.
Düşük maliyet için: 4,000 metrik ton (4M kg) x kg başına 9,000 $ fırlatma maliyeti yaklaşık 36 milyar dolar olarak tahmin ediliyor. 80,000 metrik ton (80M kg) x kg başına 43,000 $ fırlatma maliyeti yaklaşık 3.4 trilyon dolar olarak tahmin ediliyor.
3. Yüksek Bakım
Güneş enerjisini uzaydan Dünya'ya göndermek pahalıdır, ancak daha fazlasıdır Uzayda bileşenlerin bakımı zor ve masraflıdır. Dünya'da, bozulmuş veya arızalı güneş paneli bileşenleri büyük ölçüde birkaç saat veya gün içinde değiştirilir ve yeniden takılır. Ancak bu uzayda o kadar kolay yapılmaz.
Ayrıca bakınız: Güneş Panellerinin Özelliklerini Anlamak ve Bunları Nasıl Okuyacağınızı Öğrenin
4. Potansiyel Tehlike
Uzaydaki güneş panelleri uzay da dahil olmak üzere birçok tehlikeyle karşı karşıyadır enkaz, asteroitler, toz ve güçlü (filtrelenmemiş) radyasyon Güneşten. Bunların hepsi uzay tabanlı güneş sisteminin bütünlüğüne potansiyel zararlar verir.
5. Kısa Ömür
Uzaydaki güneş panellerinin ömrü daha kısadır zorlu uzay ortamı nedeniyle Dünya'daki güneş panelleriyle karşılaştırıldığında. Bu da yine uzaya malzeme fırlatmayı gerektiren ve daha fazla masrafa yol açan bir değişim gerektiriyor. Bu, uzay tabanlı güneş enerjisi artıları ve eksileri listesindeki en büyük dezavantajlardan biridir.
6. Hızlı Bozulma
The güneş panellerinin bozulması uzayda, Dünya'daki güneş panellerinin bozulmasından önemli ölçüde daha yüksektir, yaklaşık sekiz kat daha yüksek.
7. İsraf
Enerjinin Dünya'ya taşınması risk oluşturabilirAyrıca taşıma sürecinde önemli miktarda enerji kaybı da yaşanmaktadır.
Uzay Güneş Enerjisi İçin Gereksinimler
Uzayda güneş enerjisinin gerçeğe dönüşmesi için gerekli teknoloji ve altyapının mevcut olması şarttır.
1. Kolay ve Etkili Güç Aktarımı
Uydulardan Dünya yüzeyine iletilen enerjinin, çevreye en az etkiyle iletilmesinin değerlendirilmesi hayati önem taşıyor.
2. Büyük Ölçekli Yörünge İçi İnşaat ve Operasyonlar
Güneş enerjisi uydularının önemli miktarda enerji toplayabilmeleri için büyük bir boyuta ihtiyaçları vardır. Uluslararası Uzay İstasyonu'ndan (ISS) çok daha büyük, şu anda inşa edilmiş en büyük uzay aracıdır. Ancak, bu uydular ISS'den daha az karmaşık olacaktır çünkü birçok özdeş parçadan oluşacaktır.
Ayrıca Oku: ABD'de Üretilen Rüzgar ve Güneş Bileşenleri Artık İthallerden Daha Ucuz
3. Düşük Maliyetli Çevre Dostu Fırlatma Araçları
Tek kullanımlık olarak tasarlanan fırlatma araçları maliyetli olmuştur ve sıklıkla kullanıldıklarında atmosferdeki kirliliğe katkıda bulunabilirler. Ancak, şu anda birkaç özel şirket daha ucuz ve tekrar kullanılabilir fırlatma araçları geliştirmek için çalışıyoruz Bu sorunlara bir çözüm olarak.
Uzay Tabanlı Güneş Enerjisi Uygulamaları
Birkaç yıldır devam eden araştırmalar sonucunda araştırmacılar, SBSP'nin çeşitli amaçlarla kullanılabileceğine, ancak özellikle elektrik üretimi ve uzay uygulamaları için kullanılabileceğine inanmaktadırlar.
1. SBSP'nin başlıca uygulamaları şunlardır: güç uzay altyapısı, uydular, gezginler ve uzay araçları.
2. Değiştirin fosil yakıt enerji santralleri olarak yedek enerji kaynağı Rüzgar ve güneş enerjisi üretiminin düşük olduğu zamanlarda.
3. Diğer potansiyel uygulamalar şunları içerir: tatlı su temini Deniz suyunun tuzdan arındırılması işlemiyle.
4. Airbus, uzayda üretilen güneş enerjisini kullanmak istiyor Havacılığın yüksek karbon ayak izini azaltmaya yardımcı olmak. Uçaklarda fosil yakıt kullanımını ortadan kaldırmayacak, ancak uçakların saldığı sera gazı miktarını azaltabilir. Gelecekte uçak menzilini artırabilir.
5. Kullanılabilir sıvı maddeler üretmek Caltech'teki Sıvı Güneş Işığı İttifakı direktörüne göre, endüstriyel kimyasallar, yakıtlar, yapı malzemeleri veya ürünler olarak muazzam bir potansiyele sahipler.
Uzay tabanlı güneş enerjisinin artıları, eksileri ve uygulamaları hakkında bilgi edindikten sonra, SBSP sisteminin geleceğinin ne olduğuna bakalım.
Ayrıca bkz.: Otomatik Sokak Lambasının 5 Önemli Kullanımı
Uzay Tabanlı Güneş Enerjisi Sisteminin Geleceği
Uzaydan güneş enerjisi elde etmek uygulanabilir bir seçenektir ve Genişletildiğinde bize bol miktarda enerji kaynağı sunabilir. Ancak, aynı zamanda inanılmaz derecede zorludur. Güneş panellerini uzaya göndermenin yüksek maliyetini azaltmak için, üreticilerin büyük ilerlemeler yoluyla ağırlıklarını önemli ölçüde azaltmaları gerekir. Geliştirilmiş ince film güneş panelleri yardımcı olabilir.
Bilim insanları ve uzay araştırmacıları, uyduları stabilize etmenin yanı sıra tutarlı gücü garanti edebilecek, korunan ve hassas bir ışın üretmek için çalışıyorlar. Ülkeler, bu teknolojiyi mümkün olan en kısa sürede işlevsel hale getirmek için şimdiden adımlar atıyor.
1. Çin
- Uzay tabanlı güneş enerjisi sistemlerinin enerjisinden yararlanmak amacıyla 2021 yılında stratosfere küçük bir güneş uydusu fırlatıldı.
- 1 yılına kadar 2030 megavat civarında enerji üretmeyi, 2050 yılına kadar da ticari olarak uygulanabilir uzay tabanlı güneş enerjisi santrali geliştirmeyi planlıyor.
2. Japonya
- Araştırmacılar mikrodalgalar aracılığıyla elektrik enerjisini kablosuz olarak iletmede başarılı oldular; bu büyük bir ilerleme.
- SBSP sistemleri gelecekteki uzay keşif vizyonlarının bir parçasıdır.
3. Amerika Birleşik Devletleri
- 100 milyon dolarlık ortaklık ABD Hava Kuvvetleri Araştırma Laboratuvarı ve Northrop Grumman SBSP teknolojisini geliştirmek için çalışıyor.
- SBSP teknolojisini geliştirmek ve daha düşük maliyetle güç üretmek için 17.5 milyon dolarlık Uzay Güneş Enerjisi Girişimi.
- SBSP'nin montaj ve fırlatma maliyetini düşürmek için yeniden kullanılabilir fırlatma sistemleri araştırılıyor.
- Yeni teknolojilerin kullanıldığı SPS-ALPHA MARK-II konsepti, SBSP projelerinin ekonomik olarak uygulanabilir hale getirilmesini sağlamıştır.
Yenilenebilir enerji kaynakları, Dünya'daki enerji ihtiyaçlarını karşılama potansiyeline sahiptir. sadece 22,000 mil karelik güneş paneliABD hükümetinin verilerine göre, Michigan Gölü'nün yüzölçümüne eşdeğer büyüklükteki bir alan, ABD'nin tamamına yetecek kadar elektriğe sahip olacak.
Fosil yakıtların bulunabilirliği sınırlıdır ve yakın gelecekte bir noktada tükenmeye karşı hassastırlar. Araştırma ve yatırımlar, gerçekçi ve uygulanabilir bir seçenek olacak SBSP sistemi için parlak bir geleceğin yolunu açmaktadır. Her ne kadar bir dizi uzay tabanlı güneş enerjisinin artıları ve eksileri, olası bir enerji çözümünü hâlâ göz ardı etmek akıllıca bir karar olmayacaktır.
Önerilen: Gexa Energy Elektrik Kesintisiyle Nasıl Başa Çıkılır
