Twee van 's werelds meest veelbelovende opkomende technologieën - zonnepanelen en drones - kunnen zelfs nog waardevoller zijn wanneer ze samen worden gebruikt. Onderzoekers en bedrijven beginnen al de vele mogelijke toepassingen van drones op zonne-energie te verkennen.
Op zichzelf hebben deze twee technologieën een enorm potentieel. Volgens een rapport van Global Market Insights, Inc. zal de markt voor commerciële drones tegen 2024 naar verwachting groeien tot $ 17 miljard. 2023.
Beide technologieën verbeteren en hun kosten dalen. Het benutten van de energie van de zon voor bijna continue stroom zou een van de belangrijkste beperkingen van drones oplossen:uithoudingsvermogen. De meeste drones werken op batterijen en moeten na een paar uur weer op de grond komen om op te laden. Het lijkt niet meer dan normaal dat we zonnepanelen gaan gebruiken om drones van stroom te voorzien.
Hoe werkt het?
Een tijdlang waren zonnepanelen te omvangrijk om drones van stroom te voorzien. De komst van dunne, flexibele, lichtgewicht zonnepanelen heeft die situatie veranderd. De meeste zonnepanelen zijn tot 200 micrometer dik, maar door de siliciumwafels tot enkele micrometers te snijden, ontstaan flexibele panelen.
Onderzoekers van MIT hebben ook vooruitgang geboekt bij het gebruik van organische materialen om dunne, lichtgewicht en transparante zonnepanelen te maken. Ze hebben een methode ontwikkeld waarbij ze een laag grafeen van één atoom dik op een zonnecel afzetten. Een zonne-energiebedrijf genaamd Alta Devices laat een laag galliumarsenide (GaAs) van slechts een paar micron dik groeien en gebruikt het als een lichtgewicht paneel. Dit soort zonnepanelen kunnen op de vleugels van drones worden bevestigd zonder ze te verzwaren.
Naarmate zonnetechnologie verbetert, wordt het steeds efficiënter, wat betekent dat het meer van het zonlicht dat op een paneel valt, kan omzetten in elektriciteit. Door efficiëntere zonnepanelen op drones kunnen ze langer in de lucht blijven. Tegenwoordig hebben de meeste standaard zonnepanelen een rendement van 11 tot 15 procent. Alta Devices heeft een efficiëntie van 31,6 procent behaald.
Drones op zonne-energie kunnen ook lithium-ionbatterijen vervoeren die de zonnepanelen opladen, waardoor het onbemande luchtvaartuig 's nachts kan blijven vliegen. Hoe lichter het gewicht van de panelen, hoe meer batterijen er kunnen worden meegeleverd. Hoe efficiënter de batterijen, hoe meer lading ze naar de batterijen kunnen sturen voor opslag.
Een bedrijf genaamd Titan Aerospace ontwikkelt naar verluidt een drone die tot vijf jaar non-stop kan vliegen. Het heeft 50 meter lange vleugels die zijn bedekt met 3.000 zonnecellen en lithium-ionbatterijen in de vleugel. Het zou vliegen op een hoogte van ongeveer 65.000 voet, waardoor het onbelemmerd toegang heeft tot zonlicht.
-
Toepassingen
Zonne-drones kunnen veel van dezelfde taken uitvoeren als andere soorten drones, waaronder het inspecteren van infrastructuur en gebouwen, het onderzoeken van stormschade en het volgen van dieren in het wild. Het gebruik van zonne-energie om deze UAV's van stroom te voorzien, zou deze operaties echter efficiënter en kosteneffectiever kunnen maken. Het zou de noodzaak elimineren om drones na een paar uur weer neer te halen voor een lading.
Om deze reden kunnen UAV's op zonne-energie vooral nuttig zijn voor toepassingen waarbij de drones voor lange perioden - of zelfs voor onbepaalde tijd - in de lucht moeten blijven. Deze drones kunnen in wezen als satellieten fungeren en weergegevens verzamelen, dieren in het wild volgen, kaarten maken en informatie verzamelen voor ander wetenschappelijk onderzoek.
Twee toonaangevende bedrijven, Google en Facebook, hebben ook geëxperimenteerd met het gebruik van drones op zonne-energie om breedbandinternettoegang te bieden aan niet-bediende bevolkingsgroepen, voornamelijk ontwikkelingslanden en afgelegen gebieden. De bedrijven hadden UAV's voor ogen die lange tijd in de lucht konden blijven en internettoegang naar de grond beneden konden stralen. Google stopte een paar jaar geleden met zijn drone-project, gedeeltelijk om Project Loon voort te zetten, dat stratosferische ballonnen en elektronica aangedreven door zonnecellen gebruikt om internettoegang te bieden.
Facebook stopte in juni met het internetdrone-initiatief Aquila. Het bedrijf zei dat het de internettoegang nog steeds wil uitbreiden, maar zal afhankelijk zijn van andere bedrijven om drones te bouwen. Google en Facebook bouwen misschien geen drones meer op zonne-energie, maar dat betekent niet dat andere bedrijven dat niet zullen doen. Het idee heeft nog steeds veel potentieel voor het bieden van internettoegang, vooral naarmate de bijbehorende technologieën verbeteren.
Bovendien zijn drones op zonne-energie ook op veel andere gebieden een veelbelovende technologie. We zullen ze de komende jaren misschien in veel verschillende sectoren gaan zien werken.
Auteur Bio:
Emily is een groene tech-schrijver die onderwerpen behandelt op het gebied van hernieuwbare energie en duurzaam ontwerp. Je kunt meer van haar werk lezen op haar blog, Conservation Folks.