Güneş Teknolojisindeki Gelişmeler Uzay Tabanlı Çözümleri Mümkün Hale Getiriyor

Uzun bir süredir, bunları yakalama ve kullanma yolları üzerine kapsamlı araştırmalar yapılıyor. uzay tabanlı güneş enerjisi devam ediyor. Bilim adamları ve teknoloji uzmanları, uzaya dayalı güneş enerjisinin mevcut sürdürülebilir enerji kaynaklarına etkili bir katkı olabileceğine inanıyor. 

İşlevsel olarak bu düzenek, güneş enerjisini Dünya gezegenindeki alıcı benzerlerine geri ışınlayacak olan yörünge seviyelerinde enerji toplama ve toplama panellerine sahip olacak. Uzayı, Dünya gezegenini ve bu iki nokta arasındaki iletim yolunu da kapsadığı için ileri teknoloji çözümlerinden oluşması gerekiyor. 

Umut verici bir şekilde, dünya çapında güneş enerjisi teknolojisinde elde edilen ilerlemeler, uzaya dayalı güneş enerjisi üretimini makul hale getiriyor. Ancak bunlara derinlemesine dalmadan önce, uzay tabanlı güneş enerjisi çözümlerinin ne anlama geldiğine ve avantajlarının neler olduğuna hızlıca bir göz atalım. 

Uzay Tabanlı Güneş Enerjisi ve Avantajları

Amerika Birleşik Devletleri Enerji Bakanlığı'nın sunduğu verilere göre, Dünya üzerinde her saat, bir yılda kullanabileceğimizden daha fazla güneş enerjisi alıyoruz. Bu enerjinin yaklaşık %30'u atmosfer tarafından kullanılmadan uzaya geri döner. Uzaya dayalı sağlam güneş enerjisi mekanizmalarını hayata geçirirsek bu enerji yakalanabilir ve verimli bir şekilde kullanılabilir. 

Bu sistemde, uydu tabanlı güneş panelleri, dünya yüzeyine yerleştirilen güneş panellerinin yakaladığından daha fazla enerji yakalayıp iletebilir. Uzayda bulunmanın avantajları sayesinde daha iyi performans gösterirler. DEA'nın açıklamasına göre bunlar: 

“Güneş paneli donanımlı, enerji aktaran uydular, yüksek yoğunluklu, kesintisiz güneş ışınımı topluyor.” 

Arz kesintisiz çünkü uzayda bulut yok ve gece yok. 

Teknoloji, büyük miktardaki güneş ışınlarını daha küçük güneş kolektörlerine yansıtan dev aynaların yerleştirilmesini ve böylece bunların Dünya'ya mikrodalga veya lazer ışını gibi güvenli ve kontrollü bir şekilde kablosuz olarak ışınlanabilmesini içeriyor. 

Bu süreç ileri teknoloji içerdiğinden dünyanın her yerinden yenilikçi çözümler çekmektedir. NASA'nın artık Uzay Tabanlı Güneş Enerjisi hakkında bir rapor yayınladı 'Bu araştırma alanının gelişimini nasıl destekleyebileceğini belirlemek için ihtiyaç duyduğu bilgilerle' kendini donatmak.

Rapor, uzaya dayalı güneş enerjisini rekabetçi bir seçenek haline getirmede önemli rol oynayacak parametreleri değerlendirmeye çalışıyor; burada nihai hedef net sıfır sera gazı emisyonuna ulaşmak olacak. 

NASA'nın bu alanda faaliyet gösteren araştırmacı ve teknoloji uzmanlarının üzerinde çalışması için tespit ettiği bazı teknolojik darboğazlar şunlardır:

• Büyük sistemlerin bir araya getirilip yörüngede muhafaza edilmesinin yollarını bulmaları gerekecekti.
• Bu sistemlerin otonom olarak çalışmasını ve toplanan enerjiyi Dünya'ya getirecek verimli güç ışınımına sahip olmasını sağlamak için araştırma yapılması gerekecek. 
• NASA raporu ayrıca, uzay tabanlı güneş enerjisi sistemlerini kullanıma sunmadan önce, fırlatma ve inşa maliyetlerinin ele alınmasının önemli olduğunu vurguluyor. Çünkü tüm bu malzemeleri uzaya göndermek, altyapıyı yörüngeye taşımak için birçok sürekli görev gerektirecek.

NASA raporu, uzaya dayalı güneş enerjisi sistemlerinin 2050 yılına kadar tamamen üretken ve çalışır hale gelebileceğine inanıyor. Rapor sayesinde, bu alanda kaydedilen kilometre taşı niteliğindeki ilerlemelerden bazıları gün ışığına çıktı. Örneğin, enerjiyi kablosuz olarak, mikrodalgalar şeklinde, kayda değer bir mesafe boyunca iletmenin ve sonuçta onu kullanılabilir elektriğe dönüştürmenin mümkün olduğunu kanıtlayan JAXA bilim adamlarını hatırlattı. 

Bu başarının özünü ileriye taşıyan Caltech bilim adamları, Mart 2023'te, uzayda toplanan güneş enerjisini Dünya'ya kablosuz olarak ileten ilk uzay aracı olarak Space Solar Power Göstericisini (SSPD-1) geliştirdiler.

NASA ayrıca uzaya dayalı güneş enerjisinin ekonomik fizibilitesine ilişkin bazı tahminler de sundu. Uzun süredir bu alanla yakından ilgilenen bazı uzmanlar da bu tahminlere karşı çıktı. Bununla birlikte, bu enerji üretim sisteminin sağlamayı vaat ettiği faydaların inkar edilmesi neredeyse imkansızdır. Afet yardımına, uzak sensörlere güç sağlamaya ve geleneksel enerji üretim sistemimiz ile tedarik zincirindeki mevcut darboğazları ortadan kaldırmaya yardımcı olabilir. 

Faydalarına bakıldığında tüm gelişmiş ülkelerin ulusal hükümetleri bu konuya yatırım yapmaya başlamıştır. Airbus ve Northrop Grumman gibi yatırım yapacak kaynaklara sahip büyük ticari kuruluşlar da bu konu üzerinde durmaksızın çalışıyor. 

Şimdi gelecek segmentlerdeki başarılarından bazılarına bakacağız. Ancak bunun gelişen bir alan olduğu ve çalışmaların çoğunun hala prototip aşamasında olduğu akılda tutulmalıdır.

# 1. Airbus Güç Yayımı

Uzay tabanlı çözümleri mümkün kılmak için güneş enerjisi teknolojisini geliştirmeye çalışan en büyük şirketlerden biri hava otobüsüŞirketin Merkezi Araştırma ve Teknoloji ile Mavi Gökyüzü Departmanları tarafından geliştirilen Güç Işınımlama teknolojisi, bunun uzay tabanlı güneş enerjisi teknolojisi sahnesinde nasıl bir oyun değiştirici olabileceğinin güvenilir kanıtlarını ortaya koydu. 

Yoann Thueux ve meslektaşlarıyla birlikte Power Beaming'i geliştirmekten sorumlu olan Jean-Dominique Coste'a göre: 

"Teknolojinin potansiyeli güneş ışığını yakalamak ve ardından onu kablosuz olarak ışınlamaktır." 

Bu bilim adamları, bu enerji çözümünün şehirlere, fabrikalara, evlere ve uçaklara yeterli miktarda elektrik sağlayabileceğine inanıyor.

Airbus teknoloji geliştiricileri, Güç Işınımını ilk kez 27 Eylül 2022'de şirketin X-Works İnovasyon Fabrikası'nda gösterdi. Daha küçük ölçekte gerçekleştirilmiş olmasına rağmen, gösteri güç ışınlamasının nasıl çalıştığını yeterince açıklayabiliyordu. 

Coste, Thueux ve meslektaşları, 'Uzay' ve 'Dünya'yı temsil eden iki nokta arasında yeşil enerji iletimi için mikrodalga ışınımı kullandılar. Bu iki nokta arasındaki mesafe 36 metreydi. Bu gösteride ayrıca, model bir şehrin enerji ihtiyacını karşılamak için yeşil hidrojen de üretildi. 

Gösteri bittikten sonra Yoann Thueux şunları söyledi: 

"Artık geleceğin uzay tabanlı güneş enerjisi sisteminin temel tuğlalarını küçük ölçekte ilk kez başarılı bir şekilde test ettiğimize göre, artık Güç Işınımını bir sonraki seviyeye taşımaya hazırız."

Airbus bu teknolojinin kısa sürede gerçeğe dönüşmesini bekliyor. İlk çalışan Power Beaming prototiplerinin 2030'ların başlarında kullanıma hazır olacağına inanıyor. 

Nihai uygulama biçiminde, teknoloji, Dünya'dan yaklaşık 36,000 km yüksekte, sabit yörüngeye yerleştirilen bir güneş paneline sahip olacak. Bu güneş paneli, Dünya'daki aynı büyüklükteki bir güneş paneliyle eşleştirilecek. 

Uzayda toplanan güç, birçok antenin yayıldığı bir alana ışınlanacak. Bu antenler, elektrik üretmek üzere yeniden bir araya getirilecek enerji için ışınları alacak. 

Bu sistem belirli bir ölçeğe ulaştığında, onunla enerji üretmenin maliyeti, Dünya'daki nükleer enerjiye, petrole veya diğer yenilenebilir enerji kaynaklarına dayalı büyük ölçekli enerji projelerindeki maliyetle aynı olacaktır. Tahminlere göre, sabit bir güneş enerjisi çiftliği iki gigawatt kadar elektrik üretebilir. 

Şubat 15, 2024 günü, Airbus yayınlandı 2023 yılının tüm sonuçları, 65.4 milyar Euro'luk düzeltilmiş FVÖK ile yıllık 5.8 milyar gelir rapor ediyor. 

# 2. Northrop Grumman

Güneş enerjisi teknolojisi yeteneklerini doğrulayan gerekli testleri tamamlayan bir diğer büyük küresel kuruluş ise Northrop Grumman. Şirket, ışını yönlendirerek radyo frekansı enerjisini çeşitli antenlere ışınlama yeteneğini başarıyla gösterdi. 2025 yılına kadar prototipini üreteceğinden emin. 

Bu prototip, şirketin RF enerjisini gezegene iletme kabiliyetini sergileyecek. Teknoloji, Northrop Grumman'ın Uzay Güneş Enerjisi Artımlı Gösterimleri ve Araştırması (SSPIDR). 

SSPIDR program direktörü Tara Theret'e göre: 

"Şimdi, zorlu bir zaman çizelgesinde geri kalan donanımı oluşturmak, test etmek ve entegre etmekten ibaret."

Bu süreçte yapılacak diğer çalışmalar arasında elektronik bileşenlerin küçültülmesi ve 'sandviç karo' sayısının artırılması yer alıyor. Sandviç karolar, güneş enerjisini toplayan ve gücü bir sonraki katmana ileten fotovoltaik hücre panellerinden başka bir şey değil. Bu katmanda, güneş enerjisini RF'ye dönüştürmeyi sağlayan ve ışınların oluşmasına yardımcı olan bileşenler bulunuyor. 

Şirket ayrıca, sistemi bir araya getirip şirketin ESPAStar platformunda fırlatmak için gerekli uçuş donanımını da üretiyor. ESPAStar platformu, faydalı yüklere gerekli itme, güç, konum kontrolü ve iletişimi sağlayan bir uydu veri yoludur. 

ABD Hava Kuvvetleri Araştırma Laboratuvarı, yürüttüğü çalışmaların bir doğrulaması olarak, Northrop Grumman'ın çabalarını 100 yılında 2018 milyon ABD doları tutarında bir sözleşmeyle destekledi. Bu sözleşme kapsamında şirket, prototip uzay güneş enerjisi sisteminin temel bileşenlerini gösterecek bir yük geliştirecekti.

Hava Kuvvetleri yetkilileri, ABD askeri üslerine güneş enerjisiyle enerji verebilecek bir prototip uzay tabanlı sistem inşa etmek için gereken geliştirme çabalarını katalize etmeyi amaçladı. 

Genel olarak güneş enerjisi teknolojisindeki uzay tabanlı çözümlerin geleceğe yönelik potansiyeline dikkat çeken Tara Theret şunları söyledi: 

“Uzaya güneş enerjisi ışınımı, dünyanın herhangi bir yerinde herhangi bir zamanda enerji sağlama potansiyeline sahiptir. Bu teknoloji, gücün tıbbi ve iletişim ekipmanına ihtiyaç duyan uzak konumlara ulaşmasını sağlayabilir."

Northrop Grumman kayıtlı toplam satışlar 36.6 Aralık 31'de sona eren yılda 2022 milyar ABD doları gelir elde edildi. Uzay Sistemleri akışından elde edilen gelir, bir önceki yılın 12.3 milyar ABD doları gelirine göre önemli bir artışla 10.6 milyar ABD dolarına yaklaştı. 12.3'de elde edilen 2022 milyar ABD doları gelirin %94'ü ABD hükümetinden, geri kalan %3'ü uluslararası satışlardan, %2'si diğer müşterilere yapılan satışlardan ve %1'i ise segmentler arası satışlardan elde edildi. 

# 3. BU

Merkezi İtalya'nın Milano kentinde bulunan CESI, uzay uygulamaları için yüksek verimli güneş pillerinin araştırılması, geliştirilmesi ve üretilmesi konusunda otuz yıllık deneyime sahiptir. Daha da önemlisi, Galyum Arsenit ve İndiyum Galyum Fosfit kullanan çok bağlantılı hücrelerin en çok aranan küresel tedarikçilerinden biridir. 

CESI, bir dizi üçlü bağlantı alanı hücresine sahiptir. Bu hücreler, Galyum Arsenit ve İndiyum Galyum Fosfit'in yanı sıra Germanyum'u da içerir. Bu hücrelerin Alçak Dünya Yörüngesi ve Sabit Yörünge uyduları için etkili olduğu kanıtlanmıştır. Bu ürünler aynı zamanda gerekli ECSS E ST20-08C standartlarıyla da uyumludur. CESI şu anda üç bağlantı hücresinden daha yüksek verimlilik seviyelerine sahip olacak dört bağlantı hücresini piyasaya sürme yolunda ilerliyor. 

CESI, gelecekte her türlü uzay programı ihtiyacını karşılayacak geniş bir yelpazede uzay güneş pili ürünleri sunmayı hedefliyor. CESI'nin çalışmaları bugüne kadar 200,000'den fazla güneş pili üretilmesini ve 70 ülkeye yayılmış 25'ten fazla sivil uyduya güç verilmesini sağladı. 

CESI, Milano'da güneş pilleri üretmek için özel bir teknolojiye sahiptir. Yıllar geçtikçe birçok uluslararası uzay ajansı ve aktörle sıkı sıkıya bağlı ve derin bir ağ kurdu. 

Northrop Grumman gibi CESI de İtalyan Ulusal Hükümeti ile çalışmakta ve İtalyan Ulusal Uzay Ajansı (ASI) ve Avrupa Uzay Ajansı'ndan (ESA) fon almaktadır. CESI, Avrupa Uzay Programı'nın ve birçok gezegenler arası görevin ihtiyaçlarını karşılamak üzere gelişmiş güneş hücreleri üretmektedir. 

Mevcut en son bilgilere göre Finansal açıklamaŞirket, 87 Aralık 31'de sona eren mali yılda 2022 milyon Çek kronundan fazla gelir elde etti. 

Uzay Güneş Teknolojisindeki Gelişmeler: Önümüzdeki Yol

Uzay güneş enerjisi teknolojisi, küresel toplulukta değerini kanıtlayarak yerini buldu ve dünya çapındaki ulusal hükümetleri büyük bir coşkuyla bu teknolojiye yatırım yapmaya yöneltti. Amerika Birleşik Devletleri'nde bu durum, Deniz Kuvvetleri Araştırma Laboratuvarı'nın 2020 yılında güneş ışığını yakalayıp doğru akım elektrik enerjisine dönüştürmek için bir deney gerçekleştirmesiyle hayata geçti. Bu amaçla Hava Kuvvetleri'nin X-37B uzay uçağı kullanıldı. 

Bu arada uluslararası çabalar da hız kazanıyor. Çinli yetkililer, Çin Uzay Teknolojisi Akademisi liderliğindeki uzay tabanlı gösteriye yönelik 2028 planlarıyla iddialı hedefler belirlediler. Avrupa'da Solaris, Avrupa Uzay Ajansı'ndan yeşil ışık alan, iyi finanse edilen üç yıllık bir araştırma programı olarak öne çıkıyor. Uzayda güneş enerjisinden yararlanmaya yönelik çalışmalar için hibeler sunan Birleşik Krallık da yarışta yer alıyor. 

Açıkçası, dünyanın her yerindeki yenilikçi şirketler, büyük ve becerikli küresel kuruluşlar ve hükümetler, uzayın bize sunduğu enerjiyi yakalamak ve kullanmak için birlikte çalışıyorlar. Gezegenin yararına kullanılmayı ve kullanılmayı bekleyen bu kadar kesintisiz, kullanılmamış güneş enerjisiyle gelecek gerçekten umut verici görünüyor.

İlk on güneş enerjisi hisse senedinin listesi için buraya tıklayın.