Ruimtegebaseerde zonne-energie (SBSP) is een idee dat sinds de oprichting in 1968 afwisselend is gepromoot en genegeerd. Een SBSP-systeem is in feite een satelliet die bestaat uit zonnepanelen die elektrische energie van de ruimte naar de aarde transporteren. Het is een schone energiebron met een enorme capaciteit om in de toekomstige energiebehoeften te voorzien. Er zijn zowel positieve als negatieve effecten van deze technologie die hun huidige levensvatbaarheid ondermijnen. Laten we dus duiken en de voor- en nadelen van ruimtegebaseerde zonne-energie ontdekken, samen met de mogelijke toepassingen ervan.
Voor- en nadelen van op de ruimte gebaseerde zonne-energie
Ruimtegebaseerde zonne-energie (SBSP) is de proces van het verzamelen van zonne-energie in de ruimte en draadloos naar de aarde te verzenden. Het maakt gebruik van zonnepanelen die op satellieten zijn geïnstalleerd met reflectoren of opblaasbare spiegels die de zonnestraling erop richten. Deze energie wordt vervolgens via een laser of microgolf naar de aarde gestraald. Hier wordt het ontvangen via een rectenna (een microgolfantenne).
Volgens de National Space Society heeft SBSP het potentieel om alle andere hernieuwbare energiebronnen samen te overtreffen. Het kan grote hoeveelheden energie leveren met de minste impact op het milieu.
Om het concept en de mogelijkheden om in onze energiebehoeften te voorzien beter te begrijpen, gaan we dieper in op de voor- en nadelen van op ruimtevaarttechnologie gebaseerde zonne-energie.
Voors van Ruimtegebaseerde zonne-energie
1. Schone energiebron
Ruimtezonne-energie onderscheidt zich van olie-, gas-, ethanol- en kolencentrales omdat het geeft geen broeikasgassen af in de atmosfeer. In tegenstelling tot kolen- en kerncentrales, heeft ruimtezonne-energie geen beperkte voorraden zoetwaterbronnen nodig of is er niet afhankelijk van.
Ruimtezonne-energie concurreert niet met andere energiebronnen zoals bio-ethanol of biodiesel voor landbouwgrond, die geleidelijk schaarser wordt. Bovendien is er geen afhankelijkheid van meststoffen op basis van aardgas.
2. Gemakkelijk transport
Het gebruik van zonne-energie uit de ruimte kan een voldoende grote vraag creëren voor het ontwikkelen van een goedkope manier om dingen naar de ruimte te vervoeren. Door dit te doen, zal het economische potentieel van de hulpbronnen van het zonnestelsel worden ontsloten.
3. Werkgelegenheidskansen
Met behulp van ruimtezonne-energie kan meer banen creërenen helpen bij het oplossen van problemen op het gebied van energiezekerheid en klimaatverandering door gebruik te maken van de expertise in de lucht- en ruimtevaart.
4. Betrouwbaar
De hoeveelheid beschikbare ruimtezonne-energie is enorm en is de klok rond toegankelijk, iets dat niet kan worden bereikt met zonne-energie op land en windenergie-installaties. Het werkt moeiteloos zonder beïnvloed te worden door totale bewolking, aanwezigheid van daglicht of windsnelheid. Het gebruiken ervan betekent verminderde of geen afhankelijkheid van onvoorspelbare of onvriendelijke landen voor olie.
5. Veiliger
Ruimtezonne-energie is voordeliger dan kerncentrales omdat het geen giftig afval genereert dat honderden jaren veilig opgeslagen en gemonitord moet worden. Het is beter voor het milieu dan steenkool en kernbrandstoffen omdat er geen schadelijke mijnbouw nodig is.
6. Onbeperkt
Hier komt het volgende voordeel van de lijst met voor- en nadelen van ruimtegebaseerde zonne-energie. Het kan landen onafhankelijk qua energie door de afhankelijkheid van op aarde gebaseerde energiebronnen te verminderen en zo de concurrentie om beperkte hulpbronnen te verminderen.
7. Breed bereik
Door gebruik te maken van ruimtegebaseerde zonne-energie is het mogelijk om: mogelijkheid om energie te exporteren naar elke locatie ter wereld. Deze energie kan vervolgens worden aangepast om te voldoen aan lokale vereisten, zoals het produceren van methanol in gebieden zoals landelijk India waar geen toegang is tot elektriciteit. Een van de mogelijke toepassingen is het ontzilten van zeewater. De ruimtegebaseerde zonnecentrale van dezelfde grootte levert 13 keer meer energie dan een centrale op de grond van vergelijkbare grootte. Hiermee bereiken we het einde van de voordelen van ruimtegebaseerde zonne-energie, laten we eens kijken naar de nadelen.
Lees ook: De voor- en nadelen van zonnebatterijopslag onderzoeken
NADELEN of Ruimtegebaseerde zonne-energie
1. Bouw
Een groot nadeel van in de ruimte gebaseerde zonne-energiesatellieten is de de complexiteit die bij de constructie ervan komt kijken, vooral als het gaat om satellieten met grote structuren. Om grote satellieten te bouwen, zijn er aanzienlijke hoeveelheden materiaal nodig om de ruimte in te worden gelanceerd. Het assembleren, onderhouden en vervangen van deze materialen is ook cruciaal in de loop van de tijd. Het is een kostbaar en tijdrovend periodiek proces en met zulke hoge kosten lijkt het onpraktisch.
2. Hoge ontwikkelingskosten
Het ontwikkelen van ruimtezonne-energie is een duur proces. Het is essentieel om de kosten van het ontwikkelen van ruimtezonne-energie te vergelijken met de kosten van het niet nastreven ervan. Het bouwen van deze systemen in de ruimte is kostbaar omdat er een groot aantal lanceringen van spaceshuttles nodig zijn om alle benodigde materialen te vervoeren.
Voor de lage kosten: 4,000 metrische tonnen (4M kg) x $9,000 lanceringskosten per kg wordt geschat op ongeveer 36 miljard dollar. Voor 80,000 metrische tonnen (80M kg) x $43,000 lanceringskosten per kg wordt geschat op ongeveer 3.4 biljoen dollar.
3. Veel onderhoud
Het is duur om zonne-energie vanuit de ruimte naar de aarde te sturen, maar het is ook nog eens goedkoper. moeilijk en kostbaar om de componenten in de ruimte te onderhouden. Op aarde worden gedegradeerde of slecht functionerende zonnepaneelcomponenten in een kwestie van uren of dagen vervangen en opnieuw geïnstalleerd. Maar in de ruimte is dit niet zo eenvoudig.
Zie ook: De specificaties van zonnepanelen begrijpen en hoe u ze leest
4. Mogelijk gevaar
Zonnepanelen in de ruimte worden met veel gevaren geconfronteerd, waaronder ruimte- puin, asteroïden, stof en sterke (ongefilterde) straling van de zon. Al deze vormen een potentiële bedreiging voor de integriteit van het ruimtegebaseerde zonnestelsel.
5. Korte levensduur
Zonnepanelen in de ruimte hebben een kortere levensduur vanwege de zware omstandigheden in de ruimte vergeleken met zonnepanelen op aarde. Dit moet weer vervangen worden, wat betekent dat er materialen de ruimte in moeten worden gelanceerd, wat leidt tot meer kosten. Dit is een van de grootste nadelen in de lijst met voor- en nadelen van ruimtegebaseerde zonne-energie.
6. Snelle degradatie
De Politia Militar hield zelfs tijdens de pre-carnaval festiviteiten de zaken al nauwlettend in de gaten. degradatie van zonnepanelen in de ruimte is aanzienlijk hoger dan de degradatie van zonnepanelen op aarde, ongeveer acht keer hoger.
7. Verspilling
Het transport van energie naar de aarde kan risico's opleverenBovendien gaat er tijdens het transportproces aanzienlijk energie verloren.
Vereisten voor ruimtezonne-energie
Om ruimtezonne-energie werkelijkheid te laten worden, is het essentieel dat we over de benodigde technologie en infrastructuur beschikken.
1. Eenvoudige en effectieve krachtoverbrenging
Het is van groot belang om de overdracht van energie van satellieten naar het aardoppervlak te evalueren, met minimale impact op het milieu.
2. Grootschalige in-orbit constructie en operaties
Zonne-energiesatellieten hebben een groot formaat nodig om een aanzienlijke hoeveelheid energie te verzamelen, veel groter dan het Internationale Ruimtestation (ISS), wat momenteel het grootste ruimtevaartuig is dat ooit is gebouwd. Deze satellieten zullen echter minder complex zijn dan het ISS, omdat ze uit veel identieke onderdelen bestaan.
Lees ook: In de VS geproduceerde wind- en zonnecomponenten nu goedkoper dan import
3. Goedkope milieuvriendelijke lanceervoertuigen
Lanceervoertuigen die zijn ontworpen voor eenmalig gebruik zijn duur en kunnen bij frequent gebruik bijdragen aan vervuiling van de atmosfeer. Verschillende particuliere bedrijven zijn echter momenteel werken aan de ontwikkeling van goedkopere en herbruikbare lanceervoertuigen als oplossing voor deze problemen.
Toepassingen voor op de ruimte gebaseerde zonne-energie
Na jarenlang continu onderzoek zijn onderzoekers ervan overtuigd dat SBSP voor verschillende doeleinden gebruikt kan worden, maar vooral voor elektriciteitsopwekking en ruimtevaarttoepassingen.
1. Belangrijke toepassingen van SBSP zijn: energie-infrastructuur voor de ruimte, satellieten, rovers en ruimtevaartuigen.
2. Vervangen fossiele brandstof elektriciteitscentrales als een reserve energiebron in periodes waarin de productie van wind- en zonne-energie laag is.
3. Andere mogelijke toepassingen zijn onder meer de voorziening van vers water door het ontzilten van zeewater.
4. Airbus wil in de ruimte opgewekte zonne-energie gebruiken om helpen de hoge CO2-voetafdruk van de luchtvaart te verkleinen. Het zal het gebruik van fossiele brandstoffen in vliegtuigen niet elimineren, maar het zou de hoeveelheid broeikasgassen die vliegtuigen uitstoten kunnen verminderen. Het zou in de toekomst mogelijk het bereik van vliegtuigen kunnen vergroten.
5. Het kan worden gebruikt om vloeibare stoffen produceren die een enorm potentieel hebben als industriële chemicaliën, brandstoffen, bouwmaterialen of producten, aldus de directeur van de Liquid Sunlight Alliance bij Caltech.
Nu we meer hebben geleerd over de voor- en nadelen van op ruimtevaart gebaseerde zonne-energie en de toepassing ervan, gaan we kijken naar de toekomst van het SBSP-systeem.
Zie ook: 5 belangrijke toepassingen van automatische straatverlichting
Toekomst van het ruimtegebaseerde zonne-energiesysteem
Zonne-energie uit de ruimte is een haalbare optie, en Als het wordt uitgebreid, kan het ons een overvloedige energiebron bieden. Het is echter ook ongelooflijk uitdagend. Om de hoge kosten van het verzenden van zonnepanelen naar de ruimte te verlagen, moeten fabrikanten hun gewicht aanzienlijk verminderen door grote vooruitgang. Verbeterde dunnefilmzonnepanelen kunnen helpen.
Wetenschappers en ruimteonderzoekers werken aan het genereren van een onderhouden en nauwkeurige bundel die consistente kracht kan garanderen, samen met stabiliserende satellieten. Landen nemen al stappen om deze technologie zo snel mogelijk operationeel te maken.
1. China
- In 2021 lanceerde het bedrijf al een kleine zonnesatelliet in de stratosfeer om de energie van ruimtegebaseerde zonne-energiesystemen te benutten.
- Het bedrijf wil tegen 1 ongeveer 2030 megawatt aan energie opwekken en tegen 2050 een commercieel levensvatbare zonne-energiecentrale in de ruimte ontwikkelen.
2. Japan
- Onderzoekers zijn er in geslaagd om elektrische energie draadloos over te brengen via microgolven, wat een grote vooruitgang is.
- SBSP-systemen maken deel uit van hun visies op de toekomstige ruimtevaart.
3. Verenigde Staten
- Partnerschap van $ 100 miljoen tussen Onderzoekslaboratorium van de Amerikaanse luchtmacht en Northrop Grumman om de SBSP-technologie verder te ontwikkelen.
- Space Solar Power Initiative van 17.5 miljoen dollar om SBSP-technologie te ontwikkelen en energie tegen lagere kosten op te wekken.
- Onderzoek naar herbruikbare lanceersystemen om de montage- en lanceerkosten van SBSP te verlagen.
- Door gebruik te maken van nieuwe technologieën heeft het SPS-ALPHA MARK-II-concept SBSP-projecten economisch haalbaar gemaakt.
Hernieuwbare energiebronnen hebben het potentieel om te voldoen aan de wereldwijde energiebehoeften op aarde. Met slechts 22,000 vierkante mijl aan zonnepanelen, gelijk aan de oppervlakte van Lake Michigan, zouden de hele Verenigde Staten voldoende elektriciteit hebben, aldus gegevens van de Amerikaanse overheid.
De beschikbaarheid van fossiele brandstoffen is beperkt en ze zijn vatbaar voor uitputting op enig moment in de nabije toekomst. Onderzoek en investeringen banen de weg voor een mooie toekomst voor het SBSP-systeem, wat een realistische en haalbare optie zou zijn. Hoewel er een aantal Voor- en nadelen van op de ruimte gebaseerde zonne-energie, het zou geen verstandige beslissing zijn om nog steeds een mogelijke energieoplossing te negeren.
Aanbevolen: Hoe om te gaan met een stroomstoring bij Gexa Energy
