211service.com
Opstarten om kracht te bundelen vanuit de ruimte
Een startup probeert energie op te wekken in de ruimte voor gebruik op aarde - een oud idee dat nog nooit is uitgeprobeerd, vooral omdat het te duur is, maar ook omdat mensen bang zijn dat het vogels tijdens de vlucht zal braden.
Krediet: Mafic Studios
Een van de grootste uitdagingen op de lange termijn met zonne-energie is dat het niet goed werkt als het bewolkt is en dat het 's nachts helemaal niet meer werkt. De meeste voorgestelde oplossingen hebben te maken met het opslaan van energie van de zon, maar een meer exotische manier om dit probleem te omzeilen, dat voor het eerst werd voorgesteld aan het eind van de jaren zestig, is om de zonnepanelen in een ruimte te plaatsen waar de zon altijd schijnt. De stroom zou dan naar de aarde worden gestraald in de vorm van een soort elektromagnetische golven, waarschijnlijk lasers of microgolven, naar een grondstation dat vervolgens stroom aan klanten zou kunnen leveren via bestaande transmissielijnen. De regering heeft de afgelopen decennia 80 miljoen dollar uitgegeven om deze aanpak te onderzoeken, maar tot nu toe zijn er geen proeffabrieken gebouwd.
nutsvoorzieningen Zonne Corporation, een startup gevestigd in Manhattan Beach, CA, probeert het idee van de grond te krijgen. Het werkt samen met het Californische nutsbedrijf Pacific Gas and Electric (PG&E), wat van plan is om een stroomafnameovereenkomst met het bedrijf aan te gaan. Als de overeenkomst wordt goedgekeurd door regelgevers, die in 2016 begint, zal het nutsbedrijf 200 megawatt stroom van Solaren kopen tegen een niet bekendgemaakte prijs - dat wil zeggen, als de startup een systeem in de ruimte kan krijgen en tegen die tijd kan werken. Het bedrijf heeft al een locatie in Californië geselecteerd voor het ontvangststation; het heeft niet precies gezegd waar, maar het zal dicht bij een PG&E-substation zijn en er zijn geen langeafstandstransmissielijnen nodig.
Solaren heeft niet veel details over het systeem vrijgegeven. CEO Gary Spirnak zegt dat het conceptueel hetzelfde is als communicatiesatelliettechnologie: het gebruikt zonnepanelen om elektriciteit op te wekken, die naar de aarde wordt gestuurd in de vorm van radiogolven, die worden ontvangen door antennes op aarde. In een Vraag & Antwoord gepubliceerd door PG&E, zei hij dat het ontwerp een belangrijke afwijking is van eerdere inspanningen, dus het zal economisch haalbaar zijn. Het eerste systeem zal naar verluidt in staat zijn om 1.000 megawatt op te wekken, ongeveer de grootte van veel conventionele elektriciteitscentrales. Het bedrijf zal miljarden dollars moeten ophalen om de fabriek te bouwen. Op dit moment heeft het slechts 10 medewerkers.
Volgens een 2007 verslag doen van (PDF) van de federale regering National Security Space Office , is zonne-energie in de ruimte nu technisch haalbaar, onder meer door de vooruitgang in zonnecellen en robotica voor de bouw. Maar de ontwerpen die het in overweging nam, zouden veel te duur zijn om het soort algemene basisbelastingsstroom te leveren dat Solaren van plan is te verkopen. In plaats daarvan adviseerde het regeringsbureau dat de eerste systemen zouden worden ontwikkeld om troepen op voorwaartse militaire bases van macht te voorzien, aangezien het leger het zich kan veroorloven om een premie te betalen. Op dit moment moeten dergelijke bases een orde van grootte meer betalen voor hun elektriciteit dan de meeste klanten. De stroom kan ook worden gebruikt om synthetische brandstoffen te maken ter compensatie van diesel en vliegtuigbrandstof die in oorlogsgebied $ 20 per gallon kan kosten.
Zelfs toen was het rapport sceptisch over het economische succes van de eerste ruimtecentrales. De raketlanceringen alleen al zouden een groot probleem kunnen zijn: het rapport schatte dat de bouw van slechts één energiecentrale 120 lanceringen zou vereisen, terwijl de Verenigde Staten er slechts ongeveer 15 per jaar lanceren (vanaf 2007). Zelfs met het [Department of Defense] als klant met een hoofdhuurder tegen een prijs van $1-2 per kilowattuur … als we de risico’s van het implementeren van een nieuwe onbewezen ruimtetechnologie en andere grote bedrijfsrisico’s in overweging nemen, is de businesscase voor [op de ruimte gebaseerde zonne-energie power] lijkt in 2007 nog steeds niet in de buurt te zijn met de huidige mogelijkheden (voornamelijk lanceringskosten), aldus het rapport.
Solaren beweert deze lanceringskosten te hebben aangepakt met zijn nieuwe ontwerp. Het naar verluidt kan zijn eerste energiecentrale bouwen met slechts vier of vijf lanceringen.
Een ander veelvoorkomend probleem is veiligheid. Zal het naar beneden stralen van enorme hoeveelheden stroom schadelijk zijn voor vogels of vliegtuigen die het pad van een straal kruisen? Of wat als de straal niet goed is gericht en zijn kracht naar het midden van een stad stuurt? Volgens het regeringsrapport zijn deze zorgen ongegrond. In het systeem dat het analyseerde, zou de intensiteit van de straal ongeveer [een zesde] van de middagzon zijn, waarbij het vermogen wordt geabsorbeerd over een breed scala aan antennes. Omdat de microgolfbundels constant zijn en de conversie-efficiëntie hoog is, kunnen ze worden uitgestraald met dichtheden die aanzienlijk lager zijn dan die van zonlicht en toch meer energie per oppervlakte van het landgebruik leveren dan terrestrische zonne-energie, die in vergelijking slechts ongeveer een kwart van de elektriciteit opwekt. tijd, aldus het rapport. De intensiteit zou minder zijn dan de intensiteit van microgolven die volgens de apparaatnormen uit magnetrons mogen lekken, beweert het rapport. [Update: dit lijkt niet correct te zijn. Als de energie echt een zesde is van de energie van de zon, zoals exaerospaceace hieronder aangeeft, zou dit ongeveer drie keer de toegestane limiet voor microgolven zijn. Maar een zesde van de energie van de zon klinkt nog steeds niet al te gevaarlijk. Natuurlijk kan de zon behoorlijke brandwonden veroorzaken als je er te lang in blijft. Het is het beste om niet onder de straal te blijven staan.] Als de straal over een stad zou dwalen, zouden de resultaten een anticlimax zijn, aldus het rapport.
Maar zelfs als Solaren het benodigde geld kan inzamelen en mensen ervan kan overtuigen dat het systeem veilig is, kan het nog steeds op tegenstand van andere regeringen over de hele wereld stuiten - veel regeringen zullen bijvoorbeeld bezorgd zijn dat het als wapen kan worden gebruikt. De complexiteit van het onderhandelen over alle soorten internationale juridische en beleidsovereenkomsten die nodig zijn voor de ontwikkeling van [op de ruimte gebaseerde zonne-energie] zal aanzienlijke hoeveelheden tijd vergen (5-10 jaar), aldus het rapport.
Uiteindelijk beveelt het rapport, vanwege de vele obstakels voor de technologie, aan dat de overheid een proeffabriek bouwt om de technologie te demonstreren, wat suggereert dat alleen de overheid de middelen heeft om het te laten gebeuren. Het zegt dat later, zodra de technologie is bewezen en de kosten voor lanceringen dalen, het economisch levensvatbaar kan worden. Solaren lijkt te denken dat het manieren heeft gevonden om deze problemen te omzeilen. Het zal interessant zijn om te zien waar ze mee komen. Voorlopig is het moeilijk om de overeenkomst met PG&E te zien als meer dan slimme marketing voor het bedrijf en het hulpprogramma.
Krediet: Mafic Studios