European Space Agency-directeur Josef Aschbacher stelt na meerdere onafhankelijke onderzoeken dat de ruimtevaartorganisatie moet beginnen aan een zonnepanelensysteem in de ruimte. Space-based solar power, ook wel sbsp genoemd, omzeilt enkele problemen van zonnepanelen op aarde. Maar er zijn ook critici. Elon Musk zei bijvoorbeeld dat dit 'het stomste idee ooit' is. Hoe gaat het principe in zijn werk?
De ESA wil enorme satellieten in een baan om de aarde brengen om daar zonne-energie op te vangen en dit naar de aarde te 'stralen'. Het zonnepaneel werkt zoals je zou verwachten, maar de energie wordt vervolgens omgezet tot microgolven. Deze straling wordt naar de aarde teruggestuurd, waar andere zonnepanelen of antennes de energie opvangen en weer omzetten tot elektriciteit. Op deze manier zouden we volgens Aschbacher het klimaatprobleem flink kunnen aanpakken.
Zonnepanelen in de ruimte hebben enkele enorme potentiële voordelen ten opzichte van de panelen op je dak. Allereerst ben je in de ruimte niet afhankelijk van het weer; er zijn geen wolken die je opbrengst kunnen dwarsbomen. Sterker nog, je bent niet eens afhankelijk van de dag- en nachtcyclus, want idealiter is de satelliet altijd naar de zon gericht. Daarnaast gaat er in de dampkring van de aarde een hoop energie verloren. Volgens de ESA is de zonintensiteit in de ruimte tot wel tien keer zo als op het aardoppervlak.
Met het Solaris-programma wil de ESA een kwart tot een derde van de vraag naar elektriciteit van Europa verzadigen. Er wordt volgens Ars Technica jaarlijks zo'n 3.000 TWh aan elektriciteit gebruikt in de EU. We hebben het dus over een vereiste opbrengst van maximaal zo'n 1.000 terawattuur met ruimtezonnepanelen.
Afbeelding via Andreas Treuer/ESA
Dat is een behoorlijke vereiste, allerminst omdat de satellieten enorm zijn. Een enkele zonnepaneelsatelliet zou 10 keer zou zwaar zijn als het ISS. Het ruimtestation werd over een periode van tien jaar stukje bij beetje in elkaar gezet. Het ISS weegt zo'n 420 ton, dus een enkel zonnepaneel zou 4200 ton wegen. Dat zijn naar schatting bijna 80 trips met een ruimteschip, bijvoorbeeld van SpaceX. ESA wil tot vijftig van dergelijke zonnesatellieten in de ruimte hebben. Het Solaris-project zou honderden miljarden euro's kosten; geen onbelangrijk detail.
Mede daarom stelde Elon Musk in het onderstaande fragment: "Als iemand ruimtezonnepanelen zou moeten willen, dan ben ik het. Ik heb een raketbedrijf en een zonnepaneelbedrijf, ik zou het geweldig moeten vinden. Maar het gaat overduidelijk niet werken. Het moet immers beter zijn dan zonnepanelen op aarde. Je hebt in de ruimte in theorie tot twee keer zoveel zonne-energie tot je beschikking. Maar je moet ook twee keer converteren. (...) Wat is de efficiëntie van de conversie?"
Musk stelt dat fotonen van de zon omgezet worden in elektronen in een zonnepaneel. Vervolgens moeten ze weer geconverteerd worden tot fotonen (microgolven), om op aarde weer tot elektronen omgezet te worden. Er gaat dus potentieel veel energie verloren bij dit proces.
Het project staat nog in de kinderschoenen en er zijn dan ook nog details niet uitgewerkt. Zo is niet bekend wat de efficiëntie van de conversie is. Ook zouden betrokken partijen het plan van de ESA nog moeten goedkeuren, ervan uitgaande dat de honderden miljarden euro's opgebracht kunnen worden.
Bronnen: ESA , Josef Aschbacher, via Ars Technica
