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 een droom van een decennium om elektriciteit naar de aarde te sturen via zonnepanelen in de ruimte. Ruimtegebaseerde zonne-energie wordt gezien als de toekomst van schone energie. Hoewel het onderzoek zich nog in de beginfase bevindt, is er meer hype dan ooit over de mogelijkheid dat ruimtegebaseerde zonne-energiecentrales daadwerkelijk zouden kunnen werken. Een prototype gelanceerd in de ruimte succesvol een kleine hoeveelheid energie naar de aarde heeft overgebracht, zo maakten onderzoekers deze maand bekend. Dit is een belangrijke primeur in zijn soort opkomende technologie.
In de ruimte benutten zonnepanelen ongefilterde zonne-energie zonder zonsondergang. Volgens Caltech stelt dit type blootstelling hen in staat om ongeveer 8 keer meer vermogen genereren zoals gegenereerd door zonnepanelen op aarde. Een senior technologieanalist bij NASA Goddard Space Flight Center, Nikolaj Jozef zei in een verklaring, "Ik vind het moeilijk om mijn fantasie niet de vrije loop te laten als ik hiernaar kijk." Het heeft iets vreemd verleidelijks.
We kunnen mogelijk ruimtegebaseerde zonne-energie benutten en overbrengen naar de aarde of mogelijk zelfs naar buitenposten op de maan, hopelijk. Hoe snel dat mogelijk zou zijn, hangt af van de studie waar Nikolai Joseph aan werkt met NASA collega's. Demonstratie door Caltech was volgens hem een game-changer, en hij voegde toe: "Als je me een jaar geleden had gevraagd of dat zou gebeuren, had ik gezegd: 'Oh nee, waarschijnlijk niet.' En toen deden ze het gewoon, wat waanzinnig is."
Caltech heeft succesvol aangepakt een van de meest technische obstakels in de ruimtezonne-energie: het veilig overbrengen van elektriciteit van de ruimte naar de aarde. In januari werd een ruimtevaartuig met Het prototype van Caltech, werd de ruimte in gelanceerd door een SpaceX raket. Het prototype heeft zonnecellen en zenders om energie naar verschillende plekken te sturen. Zonnecellen zetten zonlicht om in elektriciteit die wordt omgezet in microgolven om draadloos te worden verzonden. Hier is een officiële video om het proces beter te begrijpen.
Het prototype van Caltech slaagde erin succesvol draadloos vermogen overbrengen uit de ruimte en ontving het terug op de universiteit, slechts een paar maanden na de eerste lancering. In het begin zond de zender microgolven uit die werden ontvangen door nabijgelegen arrays van receptoren, die zich ongeveer een voet van elkaar bevonden. De arrays transformeerden microgolven in gelijkstroom (DC) om LED's van stroom te voorzien. Het prototype stuurde stroom naar een ontvanger op het dak van een Caltech Lab in Pasadena, Californië.
Ali Hajimiri, zei de hoogleraar elektrotechniek en medische techniek die het Caltech-team leidt in een persbericht, "We hebben het natuurlijk op aarde getest, maar nu weten we dat het de ruimtereis kan overleven en daar kan functioneren. Voor zover wij weten, heeft nog nooit iemand draadloze energieoverdracht in de ruimte gedemonstreerd, zelfs niet met dure, stijve structuren. Wij doen het met flexibele, lichtgewicht structuren en met onze eigen geïntegreerde schakelingen. Dit is een primeur."
Caltech-voorzitter Thomas F. Rosenbaum zei: "De overgang naar hernieuwbare energie, cruciaal voor de toekomst van de wereld, wordt vandaag de dag beperkt door uitdagingen op het gebied van energieopslag en -transmissie. Het stralen van zonne-energie vanuit de ruimte is een elegante oplossing die een stap dichter bij de realisatie is gekomen dankzij de vrijgevigheid en vooruitziende blik van de Brens. Donald Bren heeft een formidabele technische uitdaging gepresenteerd die een opmerkelijke beloning voor de mensheid belooft: een wereld die wordt aangestuurd door ononderbroken hernieuwbare energie."
Ruimtegebaseerde zonne-energie wordt gezien als de toekomst van schone energie. Caltech's Ruimte zonne-energieproject (SSPP) werd in 2011 opgericht door Donald Bren, een filantroop en levenslang lid van de Raad van Toezicht van Caltech, nadat hij ontdekte dat het mogelijk is om zonne-energie in de ruimte op te wekken.
Zie ook: Skytree verhoogt productiviteit van kassen met CO2-scrubbers van ruimtestation
Harry Atwater, Directeur van de Liquid Sunlight Alliance en een van de hoofdonderzoekers van het project zei: "Demonstratie van draadloze energieoverdracht in de ruimte met behulp van lichtgewicht structuren is een belangrijke stap richting ruimtezonne-energie en brede toegang hiertoe wereldwijd. Zonnepanelen worden al gebruikt in de ruimte om bijvoorbeeld het internationale ruimtestation van stroom te voorzien, maar om grote genoeg arrays te lanceren en te implementeren om de aarde van stroom te voorzien, moet SSPP systemen voor zonne-energieoverdracht ontwerpen en creëren die ultralicht, goedkoop en flexibel zijn."
Aan het begin van de week was het Verenigd Koninkrijk regering aangekondigd 4.3 miljoen pond om te financieren verschillende onderzoeksprojecten. Onderzoekers aan de Queen Mary University of London zijn draadloze technologie ontwikkelen om microgolfenergie van de ene naar de andere plaats over te brengen. En het US Naval Research Lab testte een ruimte-energie experiment door energie via laserstralen naar het Internationale Ruimtestation te sturen.
Zelfs in de jaren zeventig waren NASA en het Department of Energy (DOE) geïnteresseerd in ruimtegebaseerde zonne-energie, maar de kosten ervan weerhielden hen ervan het idee verder uit te werken. Xiaodong Chen, hoogleraar microgolftechniek aan de Queen Mary University in Londen, zei: "Zelfs vandaag de dag zijn de kosten het grote probleem als je zo'n grote infrastructuur in de ruimte bouwt. De economie begint echter te veranderen, met de commerciële ruimtevaartindustrie die de lanceringskosten omlaag brengt. De meest ambitieuze tijdlijn tot nu toe is dat deze technologie klaar is om huizen en bedrijven op aarde van stroom te voorzien in 2050."
Volgens de klimaatdoelstellingen van het Klimaatakkoord van Parijs zijn de broeikasgasemissies echter emissiedoelstellingen moeten we in 2050 netto nul bereiken. Volgens een 2022 rapport Volgens de technologie van de Europese Ruimtevaartorganisatie heeft de wereld zo veel mogelijk en zo snel mogelijk hernieuwbare energie nodig.
