NASA Güneş Enerjisini Nasıl Geliştirdi?

Uluslararası Uzay İstasyonu’nun (ISS) sancak tarafındaki güneş paneli kanat panelinin bu görünümü, 2002 yılında Space Shuttle Endeavour’un mürettebat kabininin içinden bir dijital fotoğraf makinesiyle fotoğraflandı.

Uzayda elektrik prizi yok. Benzin istasyonları da yok . Atmosferimizin ötesindeki soğuk, havasız bölgelerde gezinen uzay kaşifleri için güç (veya güç eksikliği) bir ölüm kalım meselesidir. Ancak güneşimiz sayesinde güneş enerjisi kolaylıkla elde edilebilir.

Güneş teknolojileri, uzay görevleri sırasında kullanılan gücün büyük bir kısmını üreterek yaşam desteği ve diğer hayati uzay aracı sistemlerinin çalışmasını sağlar. Güneş enerjisi o kadar kritik ki NASA, güneş panellerini daha verimli, hafif ve uygun fiyatlı hale getirmek için önemli miktarda zaman ve para harcıyor.

Güneş enerjisinin NASA için ne kadar önemli olduğunu görmek için çok uzağa bakmanıza gerek yok. Sadece gökyüzüne bakın. İnsanoğlunun en iddialı projelerinden biri olan Uluslararası Uzay İstasyonu (ISS), 114 metrelik (35 metre) uzunluğundaki sekiz adet güneş paneli panelinin boyutu yanında cüce kalır. Her kanat , kendilerine çarpan güneş ışığının yaklaşık yüzde 14’ünü kullanılabilir enerjiye dönüştüren yaklaşık 33.000 güneş pili içerir. Bu çok verimli gelmeyebilir, ancak yaşam desteği ve diğer hayati işlevler ihtiyaç duydukları güce sahip olduktan sonra bile, Dünya üzerindeki düzinelerce eve eşdeğer güç sağlamaya yetecek kadar enerji var.

Ancak ISS onlarca yıllık bir teknolojiye sahip. NASA’nın araştırma ve geliştirme ekipleri sayesinde, çağdaş güneş enerjisi tasarımları ISS’dekilerden çok daha iyi. Aslında NASA’nın Gelişmiş Enerji: Fotovoltaik adı verilen ve güneş enerjisi ve ilgili zorlukları çözmeye adanmış bir bölümü vardır. Bu şube, özel şirketlerle aktif olarak ortaklık kurmakta ve teknolojik gelişmeleri hızlandırma umuduyla bilimsel bilgiyi paylaşmaktadır.

Bu bilgi paylaşım stratejisi işe yarıyor. 1989’da NASA, Iowa Thin Film Technologies, Inc. (şimdi PowerFilm, Inc.) ile ortaklık kurdu. PowerFilm, kağıt inceliğindeki güneş pillerini, depolama için sarılabilen esnek tabakalara yerleştirmenin bir yolunu buldu. Film aynı zamanda inanılmaz derecede verimlidir ve yüzeyine çarpan ışığın yüzde 90’ını enerjiye dönüştürür.

Başka bir deyişle, bunlar 1970’lerin modası geçmiş güneş pillerine hiç benzemiyor. Günümüzün güneş pilleri ve ilgili ürünleri her geçen gün daha da iyiye gidiyor. NASA’nın yatırımlarının uzay görevleri ve ana gezegende mahsur kalan bizler için güneş enerjisini nasıl iyileştirdiğini görmek için okumaya devam edin.

İşte Güneş Geliyor
Cam temizleyiciyi ve kağıt havluları kaldırabilirsiniz. NASA sponsorluğundaki araştırmalar, kendi kendini temizleyen güneş panellerinin geliştirilmesine yardımcı oldu.

Güneş enerjisinde sürekli iyileştirmeler gelecekteki uzay yolculuğu için zorunludur. Görevler uzayın derinliklerine doğru ilerledikçe güneş ışığı azalıyor. Dünya’nın yakınında yaklaşık 400 watt üreten 1 metre karelik (3,2 fit) bir güneş panelinin , Plüton’un mahallesinde [kaynak: NASA ] aynı miktarda güç üretmek için 2.000 kat daha büyük olması gerekir .

Neyse ki, geliştirilmekte olan başka umut verici ürünler de var. Bir başka NASA ortağı olan MSGI Technology Solutions, yakın zamanda nanotüpler adı verilen küçük karbon sütunlarını güneş pili tasarımına dahil eden güneş pillerini tanıttı.

Nanotüpler, geleneksel düz panelden seken fotonları yakalamak için sütunları kullanarak yansıyan ışığın azaltılmasına yardımcı oluyor. Ayrıca nanotüpler panelin yüzey alanını artırarak ürüne ışığı yakalamak ve daha fazla enerji üretmek için daha fazla alan sağlar.

Hepsi bu değil. Güneş paneli üreticileri de toz ve kirden kaynaklanan sorunlarla karşı karşıyadır. Yard kare (0,9 metre) başına 0,1 ons (2,8 gram) kadar küçük bir toz birikintisi, güneş paneli verimliliğini yüzde 40’a kadar azaltabilir. Bu nedenle NASA dışı bilim adamlarıyla çalışan NASA çalışanları, ilk olarak uzay ortamlarında kullanılmak üzere geliştirilen paneller için kir tutmayan bir kaplama geliştirdiler.

Kendi kendini temizleyen paneller olarak adlandırılan paneller ince, şeffaf ve elektriksel olarak iletken bir katmana sahiptir. Gömülü sensörler birikmiş tozu tespit ettiğinde kaplamaya kademeli bir elektrik yükü gönderilir ve bu da elektromanyetik dalgalarla kiri iter.

Bu tür temizleme teknolojisi iki nedenden dolayı kritik öneme sahiptir. Birincisi, arızalanmaya yatkın mekanik, hareketli parçalara dayalı olmaması. Ve ikincisi, özellikle paneller çok uzak, tozlu bir yere, örneğin Mars yüzeyine monte edilmişse, çok fazla zaman ve temiz su tüketen zahmetli bir iş olan el yıkamayı gerektirmez.

Güneş enerjisindeki tüm bu gelişmeler Dünya için de geçerlidir. Oyuncaklardan kamp malzemelerine ve radyolara kadar çok sayıda tüketici ürününde artık modernize edilmiş güneş panelleri kullanılıyor. Güneş enerjisi alanındaki gelişmeler daha büyük ölçekte de uygulanabilir ve hatta tamamen yeni türde bir enerji santraline enerji vermemize bile yardımcı olabilir.

Gördüğünüz gibi, NASA’nın katılımı olmasaydı, güneş enerjisi teknolojisi muhtemelen hâlâ yeni gelişen bir bilim olacaktı. Ancak girişimci NASA bilim insanları ve özel girişimciler sayesinde güneş enerjisiyle çalışan ürünler hem uzayda hem de Dünya’da gelişmeye devam edecek.