Zonne-energie in de ruimte: zin of onzin?

Share Button

Volgens diverse populair-wetenschappelijke websites is het dé oplossing voor het wereldenergietekort: zonnepanelen in de ruimte. Wat zijn de voor- en nadelen van het toepassen van satellieten die zonne-energie in de ruimte verzamelen? Een analyse.

Een van de vele voorstellen voor zonne-energiecentrales in de ruimte.

Het voorstel van de Franse ruimtevaartgigant Astrium voor zonne-energiecentrales in de ruimte.

Hoe zullen de zonnecentrales er in de praktijk uit zien?
Een zonnecentrale zweeft boven de aarde om het zonlicht in de ruimte op te vangen. Omdat er helaas nog geen ruimtelift bestaat, moet de opgevangen zonne-energie draadloos naar de aarde worden gezonden en daar worden omgezet in elektriciteit. In diverse plannen worden hiervoor microgolven (bekend van de magnetron), een soort radiogolven, voorgesteld.
In de voorgestelde configuratie worden de zonnepanelen in een geostationaire baan (GEO) om de aarde gebracht. Deze hoogte, op rond de 35 786 km boven zeeniveau, heeft als voordeel dat de satelliet altijd boven dezelfde plek blijft zweven. GEO is uiteraard een gewilde plek voor bijvoorbeeld communicatiesatellieten; op dit moment zweven al veel satellieten in GEO.

Wat zijn de voordelen van een zonnecentrale in de ruimte?

  • De satelliet ontvangt bijna 24 uur per dag zonlicht, waardoor de zonnecentrale vrijwel continu vermogen kan leveren, ook als zonnepanelen op het aardoppervlak in de nachtzone terecht komen. De satelliet kan zo manoeuvreren, dat het zonnepaneel altijd loodrecht op de zon staat en zo maximaal rendement haalt. Door dit effect alleen al levert een zonnepaneel in de ruimte meer dan twee keer zoveel vermogen als een zonnepaneel op de evenaar, de gunstigste locatie, geografisch gezien.
  • Atmosferische gassen absorberen geen zonnestraling. Naar schatting levert dit zo’n 44% vermogenswinst op. Dit voordeel wordt nog groter vergeleken met niet-woestijnachtige gebieden waar het vaak bewolkt is.
  • Door het ontbreken van een atmosfeer zijn er geen problemen door slechte weersomstandigheden.
  • Er is geen land nodig om de zonnepanelen op te plaatsen.
  • Door de draadloze transmissie kan de zonnecentrale energie sturen naar de punten waar er tekort aan elektriciteit is, bijvoorbeeld in delen van de wereld waar het avond of winter is.
  • Ieder land kan zijn eigen zonnecentrale in een baan om de aarde plaatsen. Hierdoor is het land niet meer afhankelijk van het buitenland. Voor bijvoorbeeld Japan is dat een groot voordeel.

.. en de nadelen?

  • De ruimte is een uitermate slopende omgeving. Kosmische deeltjes bewegen met procenten van de lichtsnelheid door de ruimte en laten weinig heel van zonnepanelen. Dit halveert in de praktijk hun levensduur.
  • Ontelbare micrometeorieten bewegen met tientallen kilometers per seconde door het heelal. Ook deze beschadigen een zonnepaneel.
  • Een zware zonnevlam kan onvoldoende beschermde satellieten roosteren.
  • Er gaat het nodige vermogen (vijftien tot vijftig procent) verloren als de zonne-energie in de vorm van microgolven naar de aarde wordt gestuurd.
  • De lanceerkosten zijn hoog. Om aan het aardse zwaartekrachtsveld te ontsnappen is minimaal 17,4 kWh aan energie per kg massa nodig. Daarbij komt nog de gepeperde prijs voor de raket en het feit dat een raket verre van efficiënt werkt.
  • Reparaties vereisen een dure bemande vlucht, al zou je dit in principe op kunnen lossen door van op afstand bedienbare robots in te zetten.
  • Er moet een ontvangststation voor de straling worden ingericht. Dit moet voldoende ver van de bewoonde wereld worden ingericht en een enorme diameter hebben: rond de 10 km doorsnede. Ter vergelijking: een dergelijke oppervlakte, wanneer bedekt met zonnepanelen in de Sahara, is al groot genoeg om een derde van  Nederland van energie te kunnen voorzien. We weten overigens ook niet of deze microgolfstraling niet schadelijke biologische gevolgen heeft. Uit experimenten in Wageningen blijkt dat in ieder geval de hoogfrequente straling van WiFi-router mogelijk nare gevolgen op planten heeft.
  • Wordt gekozen voor een geconcentreerde bundel op bijvoorbeeld een gebied van enkele hectares, dan ontstaan veiligheidsrisico’s. Als een hacker besluit voor de gein de bundel op het hoofdkantoor van Goldman Sachs  te richten, of nog erger, ergens anders op, dan zijn de gevolgen vergelijkbaar met het gebakken worden in een magnetron.

Het Franse ruimtevaartbedijf Astrium ontwikkelde dit concept.

Doen of niet doen?
De huidige voorgestelde vorm is in ieder geval onzinnig. Er zal of een veilige, maar enorm grote constructie voor veilig vermogenstransport moeten komen, of een onveilige, geconcentreerde richtantenne. Het is verstandiger om zonnecentrales drijvend op zee of in de woestijn (plus op daken van huizen en bedrijven) neer te zetten. Dit is veel goedkoper.

Als met de komst van een ruimtelift het transmissieprobleem is opgelost, wordt het wel interessant. Aan de ruimtelift zouden dan enorme hoeveelheden zonnepanelen kunnen worden gekoppeld – koolstofnanovezels geleiden redelijk goed stroom.

Zinniger is het idee om delfstoffen te gaan winnen op de maan of planetoïden, aangedreven door zonne-energie. De gesmolten ertsen kunnen met een maglev-rail worden gelanceerd richting aarde of, nog slimmer, op de maan worden gebruikt voor het fabriceren van ruimtevaartuigen waarmee de rest van het zonnestelsel kan worden gekoloniseerd. Ook kunnen zeer energievretende fabricageprocessen – denk aan het fabriceren van koolstofnanovezels en kunstdiamant – in de ruimte uitgevoerd worden, waarbij dan zonne-energie gebruikt wordt.

Share Button

Germen

Hoofdredacteur en analist (Visionair.nl) Expertise: biologische productiesystemen (master), natuurkunde (gedeeltelijek bachelor), informatica

Dit vind je misschien ook interessant:

10 reacties

  1. Bemoeier schreef:

    Het filmpje zit over de onderste tekst heen.

  2. Douwe schreef:

    Alleen voor het feit dat we het hoofdkantoor van Goldman Sachs in de magnetron kunnen zetten neigt om te zeggen doen!

    Maar idd, het is niet dat er ruimte tekort is op de aarde toch voor zonnepanelen dus wellicht eerst maar eens wat woestijnen en plekjes in de oceaan volleggen met zonnepanelen en dan maar eens kijken hoe snel de techniek vordert.

  3. Van Soest schreef:

    Alle energie die in de ruimte gegenereerd zou worden, energie is energie welke in een normale situatie nooit op aarde terecht zou komen. Hiermee verstoren we de energiebalans van de aarde op een nieuwe schaal en is in mijn ogen het domste wat we kunnen doen omdat we de gevolgen niet begrijpen, laat staan overzien.

    Dit idee is niet anders dan:

    Terra watts aan chemische energie welke gedurende miljarden jaren is opgeslagen in dode planten vrij laten komen als warmte in een kleine periode van 200 jaar.

    Een mooi dekentje in onze atmosfeer aanleggen van broeikas gassen, welke naar alle waarschijnlijkheid de aarde ook op laat warmen.

    Een totaal van minimaal duizenden vierkante kilometers zwarte oppervlakten aanleggen (in de vorm van wegen en daken) welke zonnestralen veel meer absorberen (en extra warmte creeeren) dan het oppervlak dat er van nature was en naar alle waarschijnlijkheid niet zwart was.

    Wanneer kijken we gewoon eens naar onze footprint, hoeveel mensen moeten er op aarde komen, hoever gaan we de capaciteit van de aarde om mensen te kunnen onderhouden oprekken? En ten koste van wat? De biodiversiteit, kwaliteit van leven?

    Zolang er “nood”fondsen gecreëerd worden van 1000 miljard euro om één land (en zogenaamd de euro en de hele Europese unie) te kunnen “redden” maar nog geen één procent daarvan beschikbaar is voor grootschalige duurzame en verstandige energievoorzieningen denk ik echt dat we gewoon doorgaan tot het te laat is.

    De wereld heeft eerst een revolutie nodig, een revolutie van anders denkenden. Wetenschap is de heilige graal voor de mensheid. zolang die revolutie er niet is gekomen blijven we deze huidige manier van leven domweg zo lang mogelijk in stand houden..

    Medemensen doden in oorlogen voor resources, ideeen en land, onze huidige ANTI”economische” stelsels, doelbewust gecreeerde tekorten en ellendige situaties zijn slechts voorbeelden welke passen bij een onderontwikkelde onvolwassen maatschappij welke totaal verslaafd en afhankelijk is aan de energie uit dode planten.

    Gooi alles om!!
    Weg met het idee van een president en/of andere machthebber welke er zitten door de juiste vriendjes/geld/corruptie en/of familie.

    Zet een groep van 100 ontwikkelde en mensen (professors, wetenschappers, wiskundigen, engineers en mij part filosofen bij elkaar en laat ze de plannen op het aardse niveau uitwerken.. Geen welvaart meer creëeren op plek X ten koste van plek Y.. Denken in het belang van de wereld.

    Wat zou een alien ras denken als ze ons toch bezig zouden zien? anyway, dit is allemaal offtopic mijn excuses ik ben toevallig ziek thuis en sacherijnig vandaag.

  4. Willem Appel schreef:

    Wow, mooi verhaal.
    Alle facetten en invloeden van de menselijke evolutie en technische revolutie in ogenschouw genomen.
    Maar nu even wat anders, hoe is het in godsnaam mogelijk dat we hier nu zijn?
    Als “nu” eigenlijk wel bestaat, want misschien leven we wel ons verleden en waar komt anders het deja vu gevoel vandaan?
    Maar dit is andere materie natuurlijk…
    of niet…
    Wat is de werkelijke tijd en wie heeft de regie over hoelang we het hier nog uit mogen zingen totdat we onszelf door achterlijke onbezonnenheid te gronden richten.
    Landen met de meest onnozele regeringen welke in staat worden gebracht door nota bene de “wetenschap” om een nucleair programma te beginnen.
    Who watches the watchers?
    In de geschiedenis van de aarde (onze thuisbasis) zijn al meer rampen geweest welke geologisch zijn na te gaan.
    Ook dit heeft de aarde overleefd, neemt niet weg dat als we een major fuckup hebben we met z’n allen zullen bloeden en de mensheid volgens de voorspellingen 70% van zijn menselijke bewoners fysiek kwijt zal raken.
    De voorspelling is dat uit de ruimte een sterke energie op de aarde zal werken welke alles waar we nu aan gewend zijn zal veranderen.
    Dit kan zijn;
    * tijdsbeleving
    * milieu (geen seizoenen meer)
    * volksverhuizingen
    * vrede
    * opeens meer land ter beschikking
    Aldus een aantal voorspellingen.
    Dan is er net weer het laatste nieuws, zal mij benieuwen wat het allerlaatste nieuws is? , dat Einstein ongelijk had en dat er materie is dat werkelijk sneller dan het licht gaat.
    Denk eens aan gedachten? hoe snel gaan deze eigenlijk?
    antwoord;
    Deze gaan niet gehinderd door afstand of dimensies door tijd en ruimte.
    Nu komen we ergens.
    Kunnen we hier trouwens ook wat mee?
    Ik denk het wel (weet het eigenlijk wel zeker)
    Onze gedachten creëren, kunnen zaken ten goede keren.
    Kunnen vrede brengen of een nieuwe koers inslaan.
    Het is ons vele malen voorgedaan alleen snappen we het nog steeds niet.
    Het is veel eenvoudiger als we denken, begin eens met een glimlach van binnen.
    Haal vervolgens diep adem in door je neus en ontspannen uit door de mond (neem hier de tijd voor) en doe dit 3x
    Probeer 5 min. je gedachten uit te zetten en beëindig weer met de 3 ademhalingen.
    Als je toch gedachten hebt (iedereen heeft deze) plaats dan deze gedachten op een wit wolkje in de prachtige blauwe hemel die je voor je ziet.(je mag overigens je ogen sluiten)
    Doe dit elke dag en je krijgt steeds meer levensenergie, ook wordt je kalmer, begripsvoller + je reset de harde schijf in je bovenkamer.
    Die zit n.l. vol met virussen en waardeloze bestanden.
    Als je na een aantal weken merkt dat de clusters al aardig gedefragmenteerd zijn komt er weer plaats vrij waar je een aantal zinnige bestanden op kunt downloaden.
    Je typt in gedachten een vraag in (tijdens de meditatie)
    en je wacht zonder verwachting (lastig)dat het bestand/frisse gedachte/idee/etc. op je harde schijf (lees menselijke/primaire hersenen) gezet wordt.
    Geloof me, deze bestanden ga je gebruiken en je wilt ze niet meer kwijt.
    Gedachte en intentie zijn instant te transporteren en hebben geen barrières.
    Toevalligheid bestaat niet, telepathie wel.
    Verdoemenis bestaat ook niet, liefde wel.
    Onze aarde bestaat omdat wij dit willen.
    Onze gedachte en wil zijn enorm krachtig, we doen er alleen zo bedroevend weinig mee.
    Helaas zal ons eerst weer iets heeeel ergs moeten overkomen voordat we in vrede met mede familie kunnen leven.

  5. Theo schreef:

    (buiten de box denkend)
    Ik vraag mij af is het mogelijk on een elektriciteitskabel (VAST !!) vanaf de aarde de ruimte in (+ 100 km hoog) te sturen en op hun plek/ GPS geforceerd te houden dmv satelieten oid met als doel de energie te transporteren dmv een groot zonnepaneelgebied waar altijd de zon schijnt

     

  6. Theo schreef:

    kan deze bullshit van mij hierboven weg jammer dat je niet kan deleten/modden

Geef een reactie

Advertisment ad adsense adlogger