Met de toenemende energiebehoefte en technologische vooruitgang is het duidelijk dat zonnepanelen moeten worden verbeterd. Toekomstige zonnepanelen moeten bestand zijn tegen hoge temperaturen en straling. Ze moeten meer energie produceren en betaalbaar blijven. Duurzaamheid in de ruimte is cruciaal, omdat het vervangen van panelen in een baan om de aarde kostbaar is. Om aan deze eisen te voldoen, startte het Centre for Solar Energy Research van de Universiteit van Swansea zes jaar geleden een experiment. Het CubeSat-experiment heeft precies dat bereikt! Het heeft de technologie voor zonne-energieparken in de ruimte opnieuw gedefinieerd, waardoor ze meer energie kunnen produceren dan de huidige technologieën en mogelijk ook langer meegaan.
De laatste tijd is er een aanzienlijke toename in het gebruik van grootschalige ruimtesystemen. Dit komt doordat er een grotere behoefte is aan betere communicatienetwerken, meer satellieten en complexere ruimtemissies. Dit betekent dat we grotere en complexere structuren in de ruimte moeten bouwen . Het probleem is dat naarmate ruimtesystemen groter worden, ze meer energie nodig hebben, en de huidige zonne-energietechnologie kan die vraag niet bijbenen. Onderzoekers werken daarom hard aan de ontwikkeling van nieuwe energietechnologieën voor grootschalige ruimtesystemen.
Naarmate ruimtemissies ambitieuzer en veeleisender worden, worden de beperkingen van traditionele zonnepanelen voor ruimtevaarttoepassingen steeds duidelijker. Hoewel deze panelen zonlicht efficiënt kunnen omzetten in elektriciteit, vormen hun ontwerp en beperkte oppervlakte aanzienlijke beperkingen. Dit vraagt om de dringende ontwikkeling van energieoplossingen die zowel energiezuinig als aanpasbaar zijn aan de beperkingen van de ruimte.
Het Centre for Solar Energy Research van de Swansea University heeft een opmerkelijke doorbraak bereikt . Ze hebben met succes een geavanceerde vorm van zonneceltechnologie ontwikkeld die de mogelijkheden van bestaande ruimtevaarttechnologieën overtreft. Daarnaast hebben ze een uitgebreid zesjarig onderzoek uitgevoerd om de uitzonderlijke prestaties van deze zonnecellen in de ruimte te beoordelen.
Cadmiumtelluride-zonnecellen worden aangebracht op dunne lagen van verschillende halfgeleidermaterialen. Deze lagen werden gedeponeerd op een speciaal dekglas van ceriumgedoteerd aluminosilicaat. Dankzij dit ontwerp kan het team de zonnecellen goedkoop produceren en, belangrijker nog, kunnen deze cellen meer energie opwekken dan de huidige technologieën.
De eigenschappen van dit nieuwe systeem maken het perfect voor de productie van grote panelen die enorme oppervlakken kunnen bedekken. Dit zorgt ervoor dat ruimtesystemen toegang hebben tot overvloedige energiebronnen. Het team installeerde in 2016 zonnepanelen op een CubeSat en lanceerde deze in een zon-synchrone baan. Gedurende zes jaar verzamelden en analyseerden ze gegevens van 30,000 omloopbanen. De panelen werken nog steeds en zijn in de ruimte niet verslechterd.
Wetenschappers van de University of Surrey werkten samen met het Algerijnse ruimtevaartagentschap (ASAL) om een satelliet te ontwerpen en te bouwen in het Surrey Space Center. De satelliet was uitgerust met hoogwaardige instrumenten om zijn prestaties in de baan te meten.
Professor Craig Underwood , emeritus hoogleraar ruimtevaarttechniek aan het Surrey Space Center van de Universiteit van Surrey, zei: "We zijn zeer verheugd dat een missie die ontworpen was om een jaar te duren, na zes jaar nog steeds functioneert. Deze gedetailleerde gegevens tonen de weerstand van de panelen tegen straling aan en de duurzaamheid van hun dunnefilmstructuur onder de barre thermische en vacuümomstandigheden van de ruimte."
"Deze ultralichte zonneceltechnologie zou kunnen leiden tot grote, goedkope zonne-energiecentrales in de ruimte, die schone energie terug naar de aarde brengen – en we hebben nu het eerste bewijs dat de technologie betrouwbaar werkt in een baan om de aarde," voegde professor Craig eraan toe.
Zie ook : Zonne-energie vanuit de ruimte: de toekomst van schone energie
Dr. Dan Lamb van de Universiteit van Swansea zei: "De succesvolle vluchtproef met deze nieuwe payload van dunnefilmzonnecellen heeft financieringsmogelijkheden gecreëerd om deze technologie verder te ontwikkelen."
Dr. Dan voegde hieraan toe: "Grote zonnepanelen voor ruimtevaarttoepassingen vormen een snelgroeiende markt en demonstraties zoals deze dragen bij aan de wereldwijde reputatie van het Verenigd Koninkrijk op het gebied van ruimtevaarttechnologie."
Cube sat-experiment herdefinieert technologie voor zonne-ruimteboerderijen en na zes jaar werden de panelen minder efficiënt en produceerden ze minder stroom. Het team is van plan dit in de toekomst te verbeteren. Ze geloven echter nog steeds dat hun technologie commercieel levensvatbaar zal zijn op basis van de huidige resultaten.
Bron : Resultaten van zes jaar ruimtevluchten met het AlSat-1N Thin-Film Solar Cell (TFSC)-experiment
