In de ruimte kunnen zonnepanelen altijd energie leveren. Maar is die energie ook naar de aarde te sturen? ESA financiert een Delfts voorstel voor ruimte-energie.
Impressie van energieproducerende Cubesats. (Afbeelding ESA)
Delen
Energie uit de ruimte kan een stap dichterbij komen nu wetenschappers van de faculteit Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek (L&R), samen met hun consortiumpartners, financiering hebben ontvangen van de European Space Agency (ESA) om een haalbaarheidsstudie uit te voeren naar het opwekken van zonne-energie uit de ruimte en deze beschikbaar te maken voor gebruikers op aarde.
Van de ongeveer honderd voorstellen selecteerde ESA er zeven, die 100 duizend euro ontvingen om de haalbaarheid en het economisch belang van hun ideeën aan te tonen. Zes maanden na de start in oktober 2023 zal ESA één of twee studies selecteren voor aanvullende financiering. “In deze eerste fase gaat het erom het idee verder te ontwikkelen”, zegt L&R-wetenschapper Stefano Speretta. “We zullen ons richten op de technische en economische haalbaarheid om stroom, opgewekt door zonnepanelen in de ruimte, draadloos over te brengen naar de aarde. Het is niets minder dan een intensieve race, want al in maart 2024 moeten we onze theoretische analyse af hebben.”
Krachtige radiogolven sturen de zonne-energie naar de aarde
De eerste stap van hun idee is het opwekken van energie door een zwerm satellieten, uitgerust met zonnepanelen. Vervolgens sturen krachtige radiogolven die zonne-energie vanuit de ruimte naar de aarde, waar een netwerk van schotelvormige antennes de golven opvangt en de energie omzet in elektriciteit.
De leden van het consortium zullen zich richten op verschillende technologieën die nodig zijn om dit te bereiken. De hoofdpartner, het Zwitserse Siron Orbital Systems, zal het draadloze stroomtransmissiesysteem ontwerpen, terwijl de Universiteit van Strathclyde, in Schotland, verantwoordelijk zal zijn voor het plannen en berekenen van de ideale satellietbanen, de satellietformatie en het ontwerp van de antennes. Wetenschappers Stefano Speretta, Angelo Cervone en Mehmet Sevket van de TU Delft ontwerpen de satellieten en hun voortstuwings- en navigatiesystemen.
Ondanks het veelbelovende potentieel van het project ziet Speretta een aantal uitdagingen die het consortium moet overwinnen. Hoe plaats je bijvoorbeeld de antennes, die de energie opvangen, zo efficiënt mogelijk, zodat ze zo min mogelijk ruimte innemen? En wanneer veel satellieten zonne-energie opwekken, moet de transmissie naar de aarde in hoge mate gesynchroniseerd zijn om die overdracht zo efficiënt mogelijk te maken. Alle satellieten moeten dus dicht bij elkaar in de buurt zijn en met elkaar kunnen communiceren om die synchronisatie mogelijk te maken.
‘Het grootste probleem is het focussen van de energiebundel’
“Ik denk dat de grootste uitdaging ligt in het focussen van de draadloze radiogolven die de energie bevat”, zegt Speretta. “Stel je een zaklamp voor, met een vrij smalle lichtbundel die op een muur valt. Hoe verder je je van die muur verwijdert, hoe minder gefocust en hoe meer verdund de lichtbundel wordt.” Op dezelfde manier moeten hoogenergetische radiogolven, die vanuit de ruimte naar de aarde wordt gestuurd, meer dan 700 kilometer afleggen. Dit resulteert onvermijdelijk in een minder gefocuste, verdunde energiebundel.
De komende maanden moeten de wetenschappers deze uitdagingen oplossen, of op zijn minst, een realistisch perspectief geven hoe ze op te lossen, om in aanmerking te komen voor voortzetting van hun project.
- Bezoek de ESA projectpagina voor de laatste stand van zaken
Hans Wolkers / Freelance wetenschapsredacteur
Comments are closed.