Volgens onderzoekers van Caltech genereert ongefilterd zonlicht in de ruimte 8 keer meer energie dan zonnepanelen op aarde. De kans om overvloedige schone energie uit de ruimte te benutten wordt mogelijk met een succesvolle demonstratie door het onderzoeksteam van Caltech dat erin slaagde om energie van een prototype in de ruimte naar de aarde te sturen. De hoge kosten van het bouwen van grote infrastructuur in de ruimte vormen nog steeds een uitdaging. Toch geloven experts dat op de ruimte gebaseerde zonne-energie in 2050 klaar zou zijn om de aarde van stroom te voorzien. Dit is volgens hen vereist om de emissiedoelstellingen van het Klimaatakkoord van Parijs te halen.
Het is al tien jaar een droom om elektriciteit vanuit zonnepanelen in de ruimte naar de aarde te transporteren. Zonne-energie vanuit de ruimte wordt gezien als de toekomst van schone energie. Hoewel het onderzoek zich nog in de beginfase bevindt, is er meer enthousiasme dan ooit over de mogelijkheid dat zonne-energiecentrales in de ruimte daadwerkelijk zouden kunnen werken. Een prototype dat de ruimte in werd gelanceerd, heeft met succes een kleine hoeveelheid energie naar de aarde overgebracht, zo maakten onderzoekers deze maand bekend. Dit is een belangrijke primeur voor deze opkomende technologie.
In de ruimte benutten zonnepanelen ongefilterde zonne-energie, zonder dat de zon ondergaat. Volgens Caltech kunnen ze dankzij deze blootstelling ongeveer acht keer zoveel energie opwekken als zonnepanelen op aarde. Nikolai Joseph, senior technologieanalist bij NASA Goddard Space Flight Center, zei in een verklaring: "Ik vind het moeilijk om mijn fantasie de vrije loop te laten als ik hiernaar kijk. Het heeft een vreemde aantrekkingskracht."
We zouden in de toekomst zonne-energie vanuit de ruimte kunnen opwekken en naar de aarde of, hopelijk, zelfs naar buitenposten op de maan kunnen transporteren. Hoe snel dit mogelijk zal zijn, hangt af van het onderzoek waaraan Nikolai Joseph samen met NASA- collega's werkt. De demonstratie door Caltech was volgens hem een doorbraak, en hij voegde eraan toe: "Als je me een jaar geleden had gevraagd of dit zou gebeuren, had ik gezegd: 'Oh nee, waarschijnlijk niet.' En toen deden ze het gewoon, wat ongelooflijk is."
Caltech heeft met succes een van de grootste technische obstakels voor zonne-energie in de ruimte overwonnen : het veilig transporteren van elektriciteit vanuit de ruimte naar de aarde. In januari werd een ruimteschip met het prototype van Caltech gelanceerd door een SpaceX- raket. Het prototype is uitgerust met zonnecellen en zenders om energie naar verschillende locaties te sturen. Zonnecellen zetten zonlicht om in elektriciteit, die vervolgens wordt omgezet in microgolven om draadloos te worden verzonden. Bekijk deze officiële video voor een beter begrip van het proces.
Het prototype van Caltech is erin geslaagd om draadloos stroom vanuit de ruimte te verzenden en deze terug te ontvangen op de universiteit, slechts enkele maanden na de eerste lancering. Aanvankelijk zond de zender microgolven uit die werden opgevangen door nabijgelegen arrays van ontvangers, die ongeveer 30 centimeter van elkaar verwijderd waren. De arrays zetten de microgolven om in gelijkstroom (DC) om LED's van stroom te voorzien. Het prototype stuurde stroom naar een ontvanger op het dak van een Caltech-laboratorium in Pasadena, Californië.
Ali Hajimiri , hoogleraar elektrotechniek en medische technologie en leider van het Caltech-team, zei in een persbericht: "We hadden het natuurlijk al op aarde getest, maar nu weten we dat het de reis naar de ruimte kan overleven en daar kan functioneren. Voor zover wij weten, heeft niemand ooit draadloze energieoverdracht in de ruimte aangetoond, zelfs niet met dure, starre structuren. Wij doen het met flexibele, lichtgewicht structuren en met onze eigen geïntegreerde schakelingen. Dit is een primeur."
Caltech-president Thomas F. Rosenbaum zei: "De overgang naar hernieuwbare energie, cruciaal voor de toekomst van de wereld, wordt momenteel beperkt door uitdagingen op het gebied van energieopslag en -transmissie. Het opwekken van zonne-energie vanuit de ruimte is een elegante oplossing die dankzij de vrijgevigheid en het vooruitziende beleid van de familie Bren een stap dichter bij realisatie is gekomen. Donald Bren heeft een formidabele technische uitdaging gepresenteerd die een opmerkelijke beloning voor de mensheid belooft: een wereld die wordt aangedreven door ononderbroken hernieuwbare energie."
Zonne-energie uit de ruimte wordt gezien als de toekomst van schone energie. Het Space Solar Power Project (SSPP) van Caltech werd in 2011 opgericht door Donald Bren , een filantroop en levenslang lid van de raad van toezicht van Caltech, nadat hij de mogelijkheden van zonne-energieproductie in de ruimte had ontdekt.
Zie ook : Skytree verhoogt de productiviteit van kassen met CO2-filters van het ruimtestation
Harry Atwater , directeur van de Liquid Sunlight Alliance en een van de hoofdonderzoekers van het project, zei: "De demonstratie van draadloze energieoverdracht in de ruimte met behulp van lichtgewicht structuren is een belangrijke stap richting zonne-energie in de ruimte en brede toegang daartoe wereldwijd. Zonnepanelen worden al in de ruimte gebruikt om bijvoorbeeld het Internationale Ruimtestation van stroom te voorzien, maar om voldoende grote installaties te lanceren en te plaatsen om de aarde van stroom te voorzien, moet SSPP systemen voor de overdracht van zonne-energie ontwerpen en bouwen die ultralicht, goedkoop en flexibel zijn."
Aan het begin van de week kondigde de Britse regering een bedrag van 4.3 miljoen pond aan voor de financiering van diverse onderzoeksprojecten. Onderzoekers van Queen Mary University of London ontwikkelen draadloze technologie om microgolfenergie van de ene naar de andere plaats te transporteren. En het Amerikaanse Naval Research Lab testte een experiment met energieoverdracht vanuit de ruimte door middel van laserstralen naar het internationale ruimtestation.
Zelfs in de jaren 1970 waren NASA en het Amerikaanse ministerie van Energie (DOE) al geïnteresseerd in zonne-energie vanuit de ruimte, maar de hoge kosten weerhielden hen ervan het idee verder te ontwikkelen. Xiaodong Chen , hoogleraar microgolftechniek aan de Queen Mary University of London, zei: "Ook nu nog zijn de kosten het grootste probleem bij de bouw van zulke grote infrastructuren in de ruimte. De economische situatie begint echter te veranderen, doordat de commerciële ruimtevaartindustrie de lanceerkosten drukt. De meest ambitieuze planning tot nu toe is dat deze technologie in 2050 klaar moet zijn om huizen en bedrijven op aarde van stroom te voorzien."
Volgens de klimaatdoelen van het Akkoord van Parijs moeten de broeikasgasemissies echter in 2050 tot nul worden gereduceerd. Een rapport uit 2022 van de Europese Ruimtevaartorganisatie (ESA) over technologie stelt dat de wereld zo snel mogelijk zoveel mogelijk hernieuwbare energie nodig heeft.
Bron: Caltech's demonstratieproject voor zonne-energie in de ruimte
