Het opwekken van zonne-energie in de ruimte kan Europa aanzienlijk helpen bij zijn energietransitie. Zo is door deze vorm van energieproductie tot twee derde minder energieopslag nodig, terwijl de totale kosten van het Europese energiesysteem met 15% kan worden verlaagd.
Dit melden onderzoekers van King’s College London op basis van onderzoek, waarover zij hebben gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Joule. Zij richten zich daarbij specifiek op een ontwerp van de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA voor de productie van zonne-energie in de ruimte, dat in 2050 moet zijn gerealiseerd.
Netto-nul emissies in 2050
Zij wijzen op de Europese doelstelling van netto-nul emissies in 2050. Voor het realiseren van deze doelstelling is een significante verschuiving naar duurzame energie nodig. De productie van zonne-energie in de ruimte kan hier volgens de onderzoekers een significante bijdrage aan leveren.
Voordelen zijn onder meer het ontbreken van wolken in de ruimte, wat op aarde een aanzienlijke impact kan hebben op de opbrengst van zonnepanelen. Ook lopen de zonnepanelen geen risico’s door natuurrampen als overstromingen en aardbevingen, terwijl veel infrastructuur op aarde hierdoor schade kan oplopen.
Twee ontwerpen door NASA gepresenteerd
NASA presenteerde eerder twee ontwerpen voor het opwekken van energie in de ruimte: Innovative Heliostat Swarm (RD1) en Mature Planar Array (RD2). RD1 genereert 99% van het jaar stroom door autonoom zijn reflectoren te richten op een concentrator, die zonlicht gedurende de dag bundelt. RD2 gebruikt platte panelen, waarbij zonnecellen van de aarde af zijn gericht en microgolfzenders naar de aarde toe. RD2 genereert slechts 60% van het jaar stroom door beperkte mogelijkheden om zich te herpositioneren of zonlicht naar de zonnecellen te sturen.
In het onderzoek kijken de onderzoekers specifiek naar RD1. De onderzoekers melden dat deze aanpak het mogelijk maakt continu zonne-energie op te wekken, bijvoorbeeld door grote zonnepanelen op satellieten in de ruimte te plaatsen. Zij staan hier bloot aan aanzienlijk meer zonlicht dan op aarde en kunnen zonder onderbrekingen door wolken of de dag-nacht-cyclus op aarde energie opwekken. Deze energie kan vervolgens worden doorgestuurd naar één of meerdere stations op aarde. Hier wordt de energie omgezet naar elektriciteit, en vervolgens afgegeven aan het elektriciteitsnetwerk of energieopslagsystemen.
80% minder landgebaseerde energieproductie nodig
De onderzoekers berekenen dat het opwekken van zonne-energie in de ruimte de vraag vanuit Europa voor landgebaseerde duurzame energieproductie met 80% kan terugdringen. Ook verwachten zij dat de totale kosten van het Europese energiesysteem met 15% kan worden gereduceerd. Dit komt neer op een kostenbesparing van 35,9 miljard euro op jaarbasis.
“Voor het eerst tonen we de positieve impact aan die deze technologie kan hebben op Europa. Hoewel de haalbaarheid van deze technologie nog wordt onderzocht, toont ons onderzoek alvast de enorme economische en milieutechnische potentieel indien dit wordt omarmd”, meldt hoogleraar Wei He, hoofdauteur en Senior Lecturer van het Department of Engineering van King’s College London.
Ook uitdagingen
De onderzoekers zien overigens ook uitdagingen bij het opwekken van zonne-energie in de ruimte. Zo wijzen zij op de forse investering die nodig is voor de realisatie van de technologie, evenals de snelheid waarmee technologische innovatie plaatsvindt.
Meer informatie over het onderzoek is hier te vinden.
Beeld: PIRO via Pixabay
