Het zou zo uit een sciencefictionfilm kunnen komen. Neem bijvoorbeeld The Quiet Earth uit 1985. Wetenschapper Zac Hobson werkt aan ‘Project Flashlight’, een probeersel van de Amerikaanse overheid om een grootschalig draadloos energienetwerk aan te leggen. Dat netwerk zou ervoor moeten zorgen dat militaire apparatuur over de hele wereld nooit zonder stroom komt te zitten. Maar het is de arme ingenieur niet gegund. Het project loopt uit op een catastrofe en Hobson wordt op een ochtend wakker als enige overlevende op aarde. Althans, dat denkt hij.
Zonnepanelen in de ruimte
Die dystopie geldt gelukkig (nog) niet voor de echte wereld. Onderzoekers van Caltech hebben namelijk ontdekt dat het draadloos versturen van energie wel degelijk mogelijk is. Caltech werkt al enige tijd aan het zogeheten Space Solar Power Project, waarvan het doel is om opgewekte zonne-energie van zonnepanelen in de ruimte naar de aarde te verzenden. Die stroom kunnen wij dan gebruiken om ons energiesysteem verder te verduurzamen.
Space Solar Power Project
Caltech, één van ’s werelds meest vooraanstaande technische universiteiten, werkt al tien jaar aan het Space Solar Power Project, dat op 500 kilometer boven de aarde zonne-energie op moet vangen om naar de aarde te sturen. De belofte is groot: de opbrengst van een zonnecel is buiten de dampkring in theorie acht keer hoger dan op aarde. De onderzoeksgroep is met 100 miljoen dollar gefinancierd door de filantroop Donald Bren, die in 2011 gefascineerd door het onderwerp raakte toen hij een artikel in het blad Popular Science las. Wat toen nog als een science-fiction fantasie klonk, wordt nu uitgetest.
Lees hier meer over het Space Solar Power Project.
Elektromagnetische golven onder elkaar
Aan het draadloos verzenden van energie ligt natuurkundige golftheorie ten grondslag. De Caltech-onderzoekers ontwikkelden voor die verzending MAPLE, een serie microgolfzenders die worden aangedreven door elektronische chips. Door gebruik te maken van interferentie – de samen- en tegenwerking van golven onder elkaar – kunnen de zenders elektromagnetische golven in een bepaalde richting sturen. Die golven kunnen dan worden opgevangen door een ontvanger op een andere locatie.
Er gaat een lampje branden
In eerste instantie testten de wetenschappers hun innovatie door zowel MAPLE als de ontvanger in de ruimte aan het werk te zetten. Ze sloten LED-lampen aan op de ontvanger om te kunnen meten of het geheel naar behoren functioneerde. Dat bleek het geval: toen ze een dot stroom naar de ontvanger stuurden, gingen de lampen branden. In hun tweede experiment gingen de onderzoekers daarom een stap verder. Ze plaatsten daarvoor een ontvanger op het dak van een van hun laboratoria. Ook daar boekten de onderzoekers succes: de energie arriveerde op de verwachte tijd en met de verwachte frequentie.
“De experimenten die we tot nu hebben uitgevoerd, hebben bevestigd dat MAPLE met succes energie kan overbrengen naar ontvangers in de ruimte”, zegt Ali Hajimiri, een betrokken hoogleraar van Caltech. “We hebben de installatie ook kunnen programmeren om de energie richting aarde te sturen. Die energie konden we bij Caltech detecteren. We hadden de techniek al op aarde getest, maar nu weten we dat deze ook in de ruimte werkt.”
Hoe de techniek precies werkt, zie je in dit filmpje:
Groter bereik
De parallel met sciencefictionfilm The Quiet Earth is enerzijds natuurlijk gekscherend bedoeld. Maar de voordelen van Hobsons project komen wel degelijk overeen met die van Caltechs Space Solar Power Project. Doordat de energie namelijk heel specifiek in een richting gestuurd kan worden, wordt het in principe mogelijk om overal ter wereld stroom te leveren, zonder het gebruik van distributienetwerken. Het enige dat nog nodig is, is een ontvanger die de energiestralen kan opvangen en omzetten naar een bruikbaar voltage. Daardoor kunnen moeilijk bereikbare plekken toch van energie worden voorzien.
Ook benut je met zonnepanelen in de ruimte de zon tot haar maximum. Je hebt in de ruimte namelijk niet te maken met bewolking, zon-arme jaargetijden en het verschil tussen dag en nacht. Dat betekent in principe een onuitputtelijke voorraad zonne-energie die we als mensheid kunnen aanboren.
