Herkes tüm ülkelere temiz enerji sağlayabilir ve bunu dünyanın her yerine ulaştırabilir.
Küresel enerji tüketiminin sadece %1,11'i2019 güneş enerjisinden alındı. Güneş çok büyük bir enerji potansiyeline sahiptir, bu nedenle araştırmacılar onun tüm potansiyelini en iyi şekilde kullanmanın bir yolunu arıyorlar.
İlk bakışta, güneş enerjisi basit birve bariz seçim. Fosil yakıtların aksine, üretimleri küresel ısınmayı hızlandıran sera gazları yaymaz. Su kaynakları ve bölgeler için rekabet de sorun değil.
Daha çok siyasi açıdan bakıldığında güneş enerjisiAlternatif enerjinin en güvenli kaynaklarından biri. Petrol ve kömür rezervlerinin elden çıkarılması hakkı konusunda büyük çatışmalar ortaya çıktı. Bu anlamda güneş enerjisi evrenseldir, herkese aittir ve aynı zamanda hiç kimseye ait değildir.
Dünya'da güneş enerjisi almak neden verimli değil?
NASA'ya göre güneş enerjisinin yaklaşık %29'uatmosferden yansıyarak uzaya saçılır. Bunun da ötesinde, güneş enerjisinin %23'ü atmosferden geçerken su buharı, ozon ve toz tarafından emilir. Ne de olsa güneş enerjisinin sadece %48'i gezegenimize ulaşıyor.
Bu nedenle, Dünya'daki güneş panellerien iyi ihtimalle, orijinal miktarın yarısı kadar enerji. Ancak pillerin kendisinde hala bir sorun var, maksimum verimleri yaklaşık% 22: laboratuvar dışı koşullardan bahsediyoruz. Ve en önemlisi, güneş panelleri sadece gündüz saatlerinde çalışır. Bu nedenle, Dünya'da değilken doğrudan Güneş'ten enerji almak için bir fikriniz olması gerekir.
Uzay güneş enerjisi nasıl çalışır?
Uzay Güneş Enerjisi (SBSP) bir fikirdirUydu güneş panelleri kullanılarak uzayda güneş enerjisi toplanıyor. Daha sonra kablosuz olarak Dünya'ya ulaşıyor. Avrupa Uzay Ajansı'na (ESA) göre Güneş'ten gelen ışık atmosfer dışında 11 kat daha yoğun. Dolayısıyla uydu güneş panelleri insanlığın harcayamayacağı kadar büyük miktarda enerji sağlayabilmektedir.
Ayrıca uydu panelleri tehdit altında değilkötü hava ve gün batımı. Uzaydan, bu cihazlar enerjiyi Dünya üzerindeki herhangi bir yere iletebilecek, bu yüzden sadece uyduları en uygun yörüngeye yerleştirmeniz yeterli.
Uzayda güneş paneli nasıl kurulur?
Uzayda güneş enerjisi yapmakErişilebilir olmak için iki temel teknolojiye ihtiyaç vardır. Öncelikle uzaya malzeme dağıtacak fırlatma araçlarının ucuz ve çevre dostu olması gerekiyor. Şu anda faydalı yük taşımak için kullanılan roketlerin çoğu çok pahalıdır ve çevreyi kirletmektedir. Başta SpaceX olmak üzere birçok özel şirket artık düşük maliyetli, yeniden kullanılabilir roketler geliştiriyor.
İkinci nokta, güneş uydularının inşası.yörüngede. Gerekli miktarda enerjiyi toplamak için uydu güneş panellerinin ISS'den çok daha büyük olması gerekir. Aslında, büyük bir uzay gemisi olacak. Öte yandan, uzay panellerinin montajı ISS'den daha kolaydır.
Güneş uyduları nelerdir?
Bakanlık araştırmacılarına göreABD enerjisi, uzay enerjisini toplamak için oluşturulabilecek iki tür uydu vardır. Bu tiplerin her ikisi de güneş kollektörleri, reflektörler ve bir vericiden oluşacaktır. Reflektörler, radyasyonu küçük panellere - toplayıcılara - yönlendirecek ve daha sonra güneş enerjisini Dünya'ya iletmek için mikrodalga veya lazer enerjisine dönüştürecek büyük aynalardır. Dünya üzerindeki alıcı istasyonlar enerji toplayacak, depolayacak ve dağıtacak.
- Mikrodalga iletimli uydular
Bu iki yapıdan daha büyük olanı uydular olacak,mikrodalgaları iletir. Güneş enerjisini uydunun merkezine yönlendiren ve daha sonra mikrodalgalar şeklinde Dünya'ya iletildiği devasa güneş yansıtıcılarından yapılacaklar. Mikrodalga sinyalleri ileten uydular, Dünya'nın yörüngesinde yaklaşık 35.000 km yükseklikte yer sabit yörüngede dönecek - bu, Ay'dan olan uzaklığın onda birinin hemen altında.
Ancak bu tür yapıların tümübüyük. Güneş reflektörleri tek başına 80.000 metrik tonun üzerinde ağırlığa ve 3 km'ye kadar çapa sahip olacak. Mikrodalga uyduları, boyutları sayesinde gigawattlarca güç üretebilir ve dünyanın büyük şehirlerine güç sağlayabilir. Ek olarak, elektromanyetik spektrumun dalga boyu nispeten büyüktür, bu nedenle böyle bir uydudan enerji iletimi, güneş ışığının Dünya'ya ulaşması kadar hızlı ve yoğun olacaktır.
Uyduların fırlatılması, montajı ve işletilmesi,mikrodalgaları iletmek - tüm bunlar çok pahalıdır. Değerlerinin on milyarlarca dolar olduğu tahmin ediliyor. Büyük boyutu nedeniyle, tüm malzemelerin teslim edilmesi 40 ila 100 fırlatma gerektirecektir. Ek olarak, Dünya'daki alıcı merkezlerin boyutu, uzaydaki uyduların boyutuna göre ölçeklenebilir olmalıdır - yaklaşık 3 ila 10 km çapında. Ve bu kadar büyük arazilerin geliştirilmesi ve bakımı zordur.
- Lazer iletimli uydular
İkinci tip güneş uyduları ise güneş uydularıdır.lazer iletimi - yalnızca yaklaşık 2 m çapında olacaktır. Enerjiyi Dünya'ya geri aktarmak için diyot pompalı bir alkalin lazer barındıracaklar. Lazer, yaklaşık bir mutfak masası büyüklüğünde olabilir ve Dünya'ya %50'nin üzerinde bir verimlilikle enerji yayabilir.
Lazer iletimli uydular fırlatılacakBoyutları küçük olduğu için yaklaşık 400 km'de alçak Dünya yörüngesine (LEO) girerler. Bu tür cihazların üretimi, mikrodalga sinyallerini ileten uydulara göre daha az riskli ve daha az zaman alıcıdır. Lazer iletim uydularının maliyet tahminleri 500 milyon dolardan 1 milyar dolara kadar değişiyor.
Ama aynı zamanda dezavantajları da var.Lazer iletim uyduları daha az güçlüdür: her ünite yalnızca 1 ila 10 MW arasında güç üretecektir. Aynı anda birçok cihaz fırlatılsa bile, mikrodalga iletim uydularının sağladığı güce ulaşamayacaklardı. Güç daha düşük olduğu için yoğun bulutlar ve yağmur yoluyla enerjinin iletilmesi daha zor olacaktır.
Güneş panellerini uzaya fırlatmak sorunun çözülmesine yardımcı olacaksadece enerji sorunları değil, aynı zamanda sosyal ve politik çatışmalar. Halihazırda birçok ülke fosil yakıt kaynaklarına bağımlıdır ve sınırlı petrol ve karbon kaynakları ciddi uluslararası çatışmalara neden olmaktadır. Güneş enerjisi, enerji bağımsızlığının sağlanmasına yardımcı olacaktır. Ayrıca, bu enerji dünyanın hemen hemen her yerine ihraç edilebilir.
Daha fazla oku:
Dünya'nın içinde başka bir "gezegen" var: doğmakta olan yaşamı nasıl kurtardı?
Nükleer füzyon artık milyonlarca dereceye ihtiyaç duymuyor: yeni yöntem nasıl çalışıyor?
Yeni çalışma, ışık enerjisi transfer teorisini çürütüyor