Güneş hiç batmayacak: 7/24 kesintisiz enerji sağlayan uzay santralleri geliyor Sözcü Gazetesi

Dünya yüzeyi ile uzay boşluğu arasında, güneş enerjisi üretimi açısından devasa bir fiziksel fark vardır. Dünya'ya ulaşan güneş enerjisi; gece-gündüz döngüsü, bulut örtüsü, yağmur, toz, mevsimsel değişiklikler ve atmosferik emilim nedeniyle ciddi oranda azalır ve kesintiye uğrar.

Atmosferin dışında yer alan uydular, hava olaylarından veya gece döngüsünden etkilenmez. Yörünge sistemleri, güneş radyasyonunu neredeyse sıfır kayıpla ve 7/24 kesintisiz olarak yakalayabilir.

Sistem nasıl çalışıyor? (Uzaydan Dünya'ya enerji yolculuğu)

Bir SBSP sistemi temel olarak üç ana aşamadan oluşur:

Dev fotovoltaik (güneş) panellerle donatılmış uydular, yörüngede güneş ışığını toplar ve elektriğe dönüştürür.

Üretilen elektrik enerjisi, uydu üzerindeki sistemlerle radyo frekansına (çoğunlukla mikrodalgalara) dönüştürülerek yeryüzüne doğru yönlendirilir.

Dünya yüzeyinde "Rektanna" (rectenna) adı verilen devasa alıcı istasyonlar, bu mikrodalga sinyallerini yakalar ve şebekede kullanılmak üzere yeniden elektrik enerjisine çevirir.

ABD'de en dikkat çeken çalışma, Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü (Caltech) tarafından yürütülen Uzay Güneş Enerjisi Projesi'dir. Donald Bren Vakfı ve Northrop Grumman destekli proje, katlanabilir ve ultra hafif modüller geliştirmeyi başardı.

Dünya'ya enerji gönderdiği tespit edildi

Ocak 2023'te fırlatılan SSPD-1 prototipi, uzayda açılabilir yapısı ve MAPLE adı verilen kablosuz iletim sistemiyle test edildi. Haziran 2023'te Caltech, ekipmanın uzayda kablosuz enerji iletimi gerçekleştirdiğini ve Dünya'ya tespit edilebilir miktarda enerji gönderdiğini duyurdu. Bu başarı ticari bir operasyon olmasa da uzay ortamında kablosuz iletimin yapılabilirliğini kanıtlayan tarihi bir dönüm noktası oldu.

Çin'de Xidian Üniversitesi ve ülkenin havacılık ajansları, uzay güneş enerjisi teknolojilerinde vites yükseltti. 2024 yılında Çinli araştırmacılar; enerjinin yakalanması, dönüştürülmesi ve yer alıcılarına iletilmesini içeren "tam zincir yer doğrulama" çalışmasını başarıyla tamamladıklarını bildirdi.

Japon Uzay Ajansı (JAXA), onlarca yıldır bu alanda çalışıyor. JAXA'nın araştırmaları, uzaydan gönderilen mikrodalgaların tam istenen noktaya vurması için antenlerde faz ve genlik senkronizasyonu sağlayan "hassas ışın kontrolü" teknolojilerine odaklanıyor.

ESA, yürüttüğü SOLARIS programı ile uzay güneş enerjisini, kesintili çalışan karasal rüzgar ve güneş enerjisi şebekelerini destekleyecek sürekli, temiz ve ölçeklenebilir bir alternatif olarak analiz ediyor. ESA, bu teknolojiyi mevcut kaynakların yerine geçecek bir sistem değil, onları tamamlayıcı bir güç olarak konumlandırıyor.

Hala ciddi engeller var

Teknolojinin şebeke ölçeğinde bir elektrik kaynağına dönüşebilmesi için önünde hâlâ ciddi engeller bulunuyor:

Devasa boyutlar: ABD Enerji Bakanlığı verilerine göre, jeostasyonel (yer eşzamanlı) yörüngede kurulacak bir santral kilometrelerce uzunlukta dev yapılar ve Dünya üzerinde birkaç kilometre çapında yer alıcıları (rektannalar) gerektirecektir. Bu ölçekte yapıların uzaya fırlatılması ve orada monte edilmesi çok büyük bir lojistik zorluktur.

Uzay şartları ve güvenlik: Uyduların Güneş'e ve Dünya'ya göre mikron düzeyinde hassas yönelimde kalması, uzay enkazı çarpışma riskleri, radyasyon ve aşırı termal değişimlerle baş etmesi gerekir.

Işın güvenliği: Mikrodalga iletimi şehirlerin üzerine kontrolsüz enerji yayılması anlamına gelmez. Işınların güç sınırları, havacılık, telekomünikasyon ve enerji otoriteleriyle koordineli olarak sıkı güvenlik protokolleri altında yönetilmelidir.

Yasal ve diplomatik engeller: Yörüngelerin uluslararası koordinasyonu, radyo frekansı tahsisleri, frekans çakışmaları ve olası kaza durumlarında uluslararası sorumlulukların tanımlanması gibi yasal altyapılar henüz tam olarak oluşturulmamıştır. Ancak ASTM International'ın 2022'deki ASTM D8280 standart atağı ve malzemenin 2024 Uluslararası Konut Kodu (IRC) taslaklarına dahil edilmesi gibi adımlar yasal meşruiyeti hızlandırmaktadır.

Ticari olarak 2050 yılı gibi devreye girecek

NASA, bu teknolojinin ticari olarak devreye girebileceği senaryoları 2050 yılı civarı için değerlendiriyor. Bu aşamadan gerçek ticari uygulamaya geçmek; iletilen gücü gigavat seviyelerine çıkarmayı, fırlatma maliyetlerini düşürmeyi ve sistem kararlılığını uzun yıllar boyunca korumayı gerektiriyor.

Yörüngeden temiz ve sınırsız enerji sağlama vizyonu, önümüzdeki çeyrek asırda enerji jeopolitiğini ve iklim kriziyle mücadeleyi tamamen değiştirebilecek en heyecan verici teknolojik yarışlardan biri olmaya devam edecek.