2011 yılında yaklaşık olarak %82'sini fosil yakıtların oluşturduğu 13.1 milyon ton petrole eş değer enerji kullanılmış ve bu, atmosferdeki karbondioksit oranını arttırmıştır. Bu durumlar göze alındığında yeni enerji kaynaklarının araştırılması gerekli olduğu görülmektedir.
Küresel enerji ihtiyacını karşılamak ve karbondioksit salınımını bitirmek amacıyla ortaya çıkan Uzay Tabanlı Güneş Enerjisi'nin, tam bu noktada, gelecek için çok uygun bir kaynak olarak değerlendirilmektedir.
İlk olarak 1968 yılında Dr. Peter Glaser tarafından ortaya atılan bu sistem, Güneş ile elde edilen elektrik enerjisini mikrodalgaya dönüştürüp, bu mikrodalgayı faz dizili anten elemanlarını kullanarak yeryüzündeki alıcı antene ulaştırıp tekrardan elektrik enerjisine dönüştürmeyi amaçlamaktadır. Bu bakımdan, Dyson Küresi'ne yönelik fikirlerin de temelinde yattığı söylenebilir.
Yapılan Çalışmalar
1970'lerin başlarında Gerard O'Neill yüksek fırlatma maliyetleri sorununa dikkat çekerek SPS'leri (İng: "Solar Power Satellite") Ay'dan gelen malzemelerle, yörüngede inşa etmeyi önerdi. Ay'dan fırlatma maliyetlerinin, düşük yer çekimi ve atmosferik sürükleme olmaması nedeniyle Dünya'dan çok daha düşük olabileceğini öne sürdü.
30 Nisan 1979'da NASA, NAS9-15560 kapsamında General Dynamics Convair bölümü tarafından hazırlanan "Uzayda İnşaat İçin Ay Kaynaklarının Kullanımı" (İng: "Lunar Resources Utilization for Space Construction") başlıklı raporda, Ay kaynaklarının kullanımının Dünya temelli malzemelerden daha ucuz olacağı sonucuna vardı.
1995-1997 yılları arasında NASA'nın yürüttüğü Fresh Look Study sonucunda SunTower ve SolarDisc gibi yenilikçi tasarımlar ortaya çıktı.
2000 yılında ABD Ulusal Araştırma Konseyi, bu tür bir enerji kaynağının henüz ekonomik olarak yeterli seviyede olmadığını; fakat teorik olarak bu şekilde enerji üretilebilmesinin mümkün olabileceğini açıkladı. 2002'de Avrupa Uzay Ajansı, Sail Tower tasarımını geliştirmiştir. İlk defa ticari amaçla kullanımı ise 2009 yılında ABD'de Pasifik Gaz ve Elektrik Şirketi ile Solaren Şirketi arasında olmuştur.
NASA 2011-2012 yılları arasında yapılan Innovative Advanced Concept Program kapsamında uzay güneş enerjisi sistemlerinin teknik ve ekonomik olarak uygulanabilirliğini ve gelecek çalışmalara çerçeve oluşturmak için Solar Power Satellite by means of Arbitrarily Large Array (SPS-ALPHA) tasarımını Artemis Innovation Management Solutions LLC firması tarafından geliştirilmiştir.
Günümüzde Çin ve Japonya, ağırlıklı ve aktif olarak bu alanda çalışmalar yapmaktadır. Çin Akademisi Uzay Teknolojileri bölümü, 2015'te yapılan Uluslararası Uzay Gelişim Konferansı'nda 2050 yılına kadar 1 GW (Gigawatt) için ticari yol haritaları, tasarım videoları ve tanımları hakkında bilgi vermiştir. 2014 yılına geldiğimizde Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Enstitüsü (IETT) Spektrum dergisinde Dr. Susumu Sasaki tarafından yayınlanan Uzay Her Zaman Güneşlidir adlı makalede şöyle diyordu:
'' Uzun yıllardır yapılan çalışmalar bilimkurgu içeriklidir, ancak uzay tabanlı Güneş Enerjisi gerçek olabilir.''
12 Mart 2015'te Japon Uzay Araştırma Ajansı, kablosuz olarak 1.8 kilovatı 50 metre ötede bir alıcıya, elektriği mikrodalgaya çevirerek ilettiklerini daha sonra da tekrar elektriğe çevirdiklerini duyurdu. Bundan kısa bir süre sonra Mitsubishi, 10 kilowatt enerjiyi 500 metre uzaklığa ilettiklerini açıkladı.
Avantajları
Çok sayıda avantajı bulunan bu sistemin en göze çarpan özelliği, Uzay Tabanlı Güneş Enerjisi sistemlerinin atmosfer dışına konumlanacak olmasından ötürü Güneş ışınlarıyla arasında bir engele takılmadan bu enerjiyi toplayabilecek olmasıdır. Modern Güneş panellerine düşen Güneş ışınları; atmosferik gazlar, bulutlar ve diğer hava olaylarından geçerek bu panellere düşmektedir ve bu nedenle yol boyunca büyük kayıplara uğramaktadır.
Uzay Tabanlı Güneş Enerjisi sistemlerinin bir diğer avantajı ise, neredeyse kesinti olmadan enerji üretimi yapabilecek olmasıdır. Yeryüzündeki paneller, Dünya'nın kendi etrafındaki dönüşünden kaynaklı gece-gündüz döngüleri dolayısıyla günde en fazla 12-14 saat enerji üretimi sağlayabilir. Ayrıca uzayda kütleçekimi olmayacağı için malzeme seçiminde de daha özgür davranmak mümkün olabilecektir.
Jeostatik yörüngede bulanan bu sistem, yeryüzünde ihtiyaç duyulan enerji altyapısını azaltabilir, güç dağıtım merkezlerinin yakınına yerleştirilerek yeryüzündeki israflı enerji transferini ortadan kaldırabilir.
Şimdilik Gerçekleşememesinin Nedenleri
Böyle avantajlara sahip olan bu sistemi maalesef henüz aktif olarak gerçekleştirememe nedenlerimiz var. Günümüzde pratik uygulamalar bulmak mümkündür; ancak bu tür bir teknolojinin maliyetlerinin çok yüksek olması, bunlara yatırım yapılma ihtimalini azaltmaktadır. Özellikle de yörüngedeki enerji üretim ve dağıtım sistemlerinin tamir ve bakım maliyetlerinin de çok yüksek olmasından ötürü (ve bunlar üzerinde çalışmak zorunda kalacak astronotların yüksek derece de radyasyona maruz kalması), bu yatırımları riskli hale getirmektedir. Buna ek olarak, insan faktörünü elemek adına üretilecek telerobotlar, maliyeti bir hayli arttıracaktır.
Kurulumu uzayda olup diğer enerji kaynaklarından daha çok kullanılabilmesi için enerji üretimi ve kablosuz enerji iletimi gibi teknolojilerin henüz yeterli seviyede olmaması da bu sorunların başlarından geliyor. Şu anda var olan teknolojiler, atmosferik kayıplardakinden bile büyük enerji kaybına yol açmaktadır. Doğru Akım (DC) ile radyo frekansı (RF) arasındaki yüksek verimli enerji dönüşümü için çalışmalar hala sürmektedir.
Kaynak: ( evrim ağacı)
