E
ARTH AND 
S
PACE
-B
ASED 
P
OWER 
G
ENERATION 
S
YSTEMS 
– A C
OMPARISON 
S
TUDY
Study conclusions
Final Report
11-389
10
100
1000
10000
10
100
1000
10000
100000
1000000
Cumulative launch [t]
Target specific launch cost without propellant
[EUR/kgpayload
500 GW
100 GW
Comp. With PV-Hydro:
500 GW
100 GW
50 GW
Comp. With PV-H2:
150 GW
100 GW
150 GW
100 GW
50 GW
Not
competitive
Not
competitive
Today
Figure 11-2: Calculated target learning curves for the launch cost (without
propellant) in order to become cost competitive with the terrestrial non-base
load scenarios based on pumped hydro storage and hydrogen storage
respectively
For some of the scenarios in Figure 11-1 and Figure 11-2, the cost target requires final
cost below some 400 EUR/kg
payload
(without propellant costs). In order to achieve such
stringent cost targets within the given time horizon would require initial launch costs
below 10,000 EUR/kg
payload
already today. These scenarios are thus not viable with an
assumed progress ratio of 0.8. On the other hand, scenarios which allow for initial cost
above 10,000 EUR/kg
payload
could eventually be economically viable in terms of achieving
the final cost targets. Thus, focus should be put on learning curves for 100 / 500 GW
scenario with H
2
storage (Figure 11-1) and learning curves 100 / 150 GW scenarios (Figure
11-2) as only these learning curves fulfill the initial requirements of initial launch costs of
10,000 EUR/kg
payload
at today's cumulated launch capacity of 100 t/yr. Further in-depth
investigation is required here, especially in order to check the sensitivity of the results for
the determination of critical parameters. It should also be noted that in these scenarios
some 90% of the cumulated payload has to be launched at costs < 1,000 EUR/kg
payload
.
Change pdf to jpg - Convert PDF to JPEG images in C#.net, ASP.NET MVC, WinForms, WPF project
How to convert PDF to JPEG using C#.NET PDF to JPEG conversion / converter library control SDK
batch pdf to jpg; convert pdf picture to jpg
Change pdf to jpg - VB.NET PDF Convert to Jpeg SDK: Convert PDF to JPEG images in vb.net, ASP.NET MVC, WinForms, WPF project
Online Tutorial for PDF to JPEG (JPG) Conversion in VB.NET Image Application
pdf to jpeg converter; change pdf file to jpg online
E
ARTH AND 
S
PACE
-B
ASED 
P
OWER 
G
ENERATION 
S
YSTEMS 
– A C
OMPARISON 
S
TUDY
Final Report
Study conclusions
11-390
This analysis is based on assumptions as listed in chapter 7.1 based on current
technology, essentially expected launch vehicles. The use of new reusable launch vehicles
can be expected to lead to lower launch costs.
Combination of space and terrestrial concepts
Potential synergies due to the combination of space and terrestrial concepts are discussed
for both scenarios, base load and non-base load. For base load as well as non-base load
scenarios the substitution of terrestrial electricity storage by SPS systems could result in
mutual cost benefits if the excess electricity could be placed in the electricity markets
outside Europe or the hydrogen fuel market. If this is not applicable, the SPS system is
operated at a lower utilization which would consequently result in higher levelized energy
costs.
Another discussed potential synergy is the co-siting of rectenna with large-scale terrestrial
solar power plants. The co-siting may reduce rectenna costs due to reduction of required
land area. However, the technical feasibility of co-siting rectennae with solar thermal
power plants has to be doubted in principle due to partial shading of direct sunlight. And
for an effective co-siting of rectennae with photovoltaic systems, technical obstacles had
to be solved beforehand, such as partial shading and possible electromagnetic
interference. However, under the given scenario assumptions co-siting with terrestrial PV
systems is not applicable because PV is geographically dispersed throughout the European
sunbelt on the basis of decentralized power generation (mostly on roofs and facades). If
assuming centralized PV plants in North Africa (see e.g. [Kurokawa 2003]), however, the
inability to effectively combine rectennae with photovoltaic power plants would not be
very significant economically, since the latters' output per unit area is only a few percent
of the rectenna.
Major potential synergy effects can be expected due to the common technology basis (i.e.
photovoltaic cells). These technological synergies could shorten the time-to-market for
terrestrial PV applications from which the terrestrial PV market would directly benefit.
Complementing the defined base load and non-base load scenarios, further synergies are
discussed. Those aspects which go beyond the scope of this study and its scenarios
respectively may also offer other potential synergies for terrestrial and/or space scenarios.
‘Renewable electricity mix’ discusses the influence of other energy sources like wind,
biomass, geothermal and hydro power which would dramatically reduce the levelized
energy costs for terrestrial power plants.
Online Convert Jpeg to PDF file. Best free online export Jpg image
Download Free Trial. Convert a JPG to PDF. Web Security. All your JPG and PDF files will be permanently erased from our servers after one hour.
convert pdf into jpg; convert pdf to jpg converter
Online Convert PDF to Jpeg images. Best free online PDF JPEG
Download Free Trial. Convert a PDF File to JPG. Web Security. Your PDF and JPG files will be deleted from our servers an hour after the conversion.
batch pdf to jpg online; convert pdf photo to jpg
E
ARTH AND 
S
PACE
-B
ASED 
P
OWER 
G
ENERATION 
S
YSTEMS 
– A C
OMPARISON 
S
TUDY
Study conclusions
Final Report
11-391
The ‘hydrogen option’ would allow to consider the hydrogen fuel production from surplus
electricity but also the use of hydrogen for combined heat and power (CHP) applications.
This may offer the largest synergy effects for both, space and terrestrial concepts.
‘Further SPS synergies’ discusses further potential aspects and synergies, including use of
non-terrestrial materials and the lunar surface, which could have the potential to greatly
reduce the mass of material to be launched from the Earth. Network synergies would
enable satellites to be operated in base load operation mode supplying power to multiple
rectennae which could be operated economically even at lower load factors. Thus, further
non-base load scenarios may become cost competitive.
Energy payback
Under the scenario conditions defined throughout this study, the energy payback time of
terrestrial and space-based solar power systems are far below their operational lifetimes.
Space-based solar power systems' energy payback times are 1.0 year (0.4-0.5 years
calculated with the DIN (Deutsches Institut für Normung – German Institute for
Standardization) methodology ) except for the 0.5 GW scenario where it is 4.4 years (2.0
years according to DIN). Solar thermal power plants’ energy payback times are between
1.6 - 1.7 years (0.7 years according to DIN) including hydrogen storage. If considering SOT
without storage, the resulting energy payback times are 1.0 - 1.1 years (0.4 – 0.5 years
according to DIN).
The energy effort for the production of space transportation vehicle dominates the overall
energy balance of space based solar power systems. For the energy effort calculation a
space transport vehicle different to that of the selected reference concept (NASA Fresh
Look Study) was selected since the latter is undefined. The result from energy payback
calculation for space-based solar power systems was thus significantly lower than the
energy payback figures of solar thermal power plants. Calculations based on the main
parameters indicate a lower resulting energy payback with using the Koelle vehicle
compared to the NASA vehicle assumptions (see Figure 9-14).
The energy effort for terrestrial solar power systems is dominated by the storage systems
(hydrogen as well as pumped hydro storage). The storage requirements are implied by an
'artificial' scenario design which is far off reality. Storage requirements of this size are
only likely in off-grid or so-called 'island' applications.
The net energy balance during the installation period was calculated for terrestrial and
space systems. To achieve a positive net energy balance at any time the maximum growth
rate for SPS was calculated with 73% considering a construction time of two years for a
5 GW
e
SPS system; 60% for a 108 MW
e
solar thermal power plants and 40% for a 750
MW
e
photovoltaic system, each with a construction time of one year. The conclusion is
C# Image Convert: How to Convert Adobe PDF to Jpeg, Png, Bmp, &
String inputFilePath = @"C:\input.pdf"; String outputFilePath = @"C:\output.jpg"; // Convert PDF to jpg. C# sample code for PDF to jpg image conversion.
convert pdf into jpg format; .pdf to jpg
C# Image Convert: How to Convert Tiff Image to Jpeg, Png, Bmp, &
RasterEdge.XDoc.PDF.dll. C:\input.tif"; String outputDirectory = @"C:\output\"; // Convert tiff to jpg and show How to change Tiff image to Bmp image in your C#
best way to convert pdf to jpg; change format from pdf to jpg
E
ARTH AND 
S
PACE
-B
ASED 
P
OWER 
G
ENERATION 
S
YSTEMS 
– A C
OMPARISON 
S
TUDY
Final Report
Study conclusions
11-392
that the scenario relevant total capacities are easily installed while keeping a positive net
energy balance for each year except during the first 3 - 4 years. But at these initial years
the annual energy requirement is negligible compared to the annual output after 25 years.
Reliability and risk
It is in the nature of this study that evidence on this issue is difficult for at least two
inherent reasons: due to the widely different technological state-of-the-art, and due to the
systems' structurally different constitutions (PV/SOT which small in size but large in terms
of number of power units vs. SPS which is diametric to terrestrial power systems, large in
size and small in terms of number of power units). Central issues which are in the focus of
discussion are: Can the technical and costs targets be achieved (especially space
transportation), system failure tolerance as well as vulnerability towards sabotage/terror
attacks, environmental and health risks, interference due to microwave power
transmission and geo-political implications.
Microwave technology requires further detailed risk discussion and assessments including
safety aspects and threats for human health and environment, public acceptance as well
as potentially technological risks, mainly given due to electromagnetic interference.
Especially economic risks for solar power satellite scenarios should be investigated and
discussed in more detail. Due to the current technological state-of-the-art as well as due
to the technology inherently large size of a single power unit possible, high up-front
investment is required for commercialization. Any technology and cost target which is not
met would eventually result in significant financial losses.
With respect to the required up-front investment volumes for research and development,
space based solar power is more similar to nuclear fusion than terrestrial solar energy.
Space-based solar power and fusion technology are similar in some of their financial and
operational characteristics. Both require high up-front investments and strong
international cooperation, both could potentially provide electricity at high equivalent full
load hours and both technologies are highly centralized in terms of installed power
capacity per plant. In contrary to SPS, fusion by now has received substantial research and
demonstration funding worldwide, though the probability to overcome major
technological hurdles may be fairly higher with SPS.
Even when assuming that the development and installation of space-based solar power
systems proceeds as planned, there is still the time risk. SPS may – aside others – well be
a solution to ease the burden of human energy consumption on the environment. Yet,
potential benefits from SPS require a long lead-time at inherently higher risks due to its
technical state-of-the-art. There are two resulting risk pathways: the risk of omission and
the risk of misdirected investment. If governments decided to proceed on a business-as-
JPG to PNG Converter | Convert JPEG to PNG, Convert PNG to JPG
Allow to change converting image with adjusted width & height; Change image resolution Open JPEG to PNG Converter first; Load JPG images from local folders in
change pdf to jpg on; convert pdf image to jpg image
C# Create PDF from images Library to convert Jpeg, png images to
Batch convert PDF documents from multiple image formats, including Jpg, Png, Bmp, Gif, Tiff, Bitmap, .NET Graphics, and REImage.
batch convert pdf to jpg; pdf to jpeg
E
ARTH AND 
S
PACE
-B
ASED 
P
OWER 
G
ENERATION 
S
YSTEMS 
– A C
OMPARISON 
S
TUDY
Study conclusions
Final Report
11-393
usual basis until 2030 when SPS is finally up and running – there would be the risk of
facilitating climate change, air pollution etc. If government decided to facilitate
investments in terrestrial renewable energies and energy savings in order to
environmentally benefit as fast as possible – then the risk is that there is no longer a
market demand for SPS. A balanced policy of investing in a portfolio of energy
technologies is optimal.
Little scientific knowledge exists about the significance of air pollution ('global dimming')
on microwave power transmission and the output of terrestrial solar power plants for the
projected timeframe. There are three major risks which differentially face the terrestrial
solar option. The use of up to 100,000 km² for power generation via SOT plants (see Table
10-4) has no precedent in Europe. In view of resistance to wind power generation even at
current lower levels, the risk of public-non-acceptance of large land use for SOT plants
need to be considered. Second there is a geo-political risk facing the use of very large
areas of land in the south of Europe (and even North Africa) to supply power to the North.
Political feasibility is unknown. Third, a well recognized risk of climate change caused by
global warming is the possibility of increased cloud cover. This could substantially reduce
the power output of all terrestrial solar power systems, but would have no effect on
space-based solar power supply using microwave power transmission.
When discussing risks, a strong emphasize is to be put on the political, legal and military
consequences which may even arise if space activities are destined as civil space
development only. Most of these risks apply to any broad-scale utilization of space. The
entrance barrier to military utilization of space is eventually lowered no matter how noble
the motivation might have been initially. Outer space is identified as strategic key area for
military operations. Deficits in international space legislation and arms control in outer
space exist. Space-based solar power systems require a multi-national alliance for
research, development and operation. The alliance has to be embedded in a strong legal
framework which is transparent and also internationally accepted by third-party states.
Implications from scenario specifications
Non-base load scenario design implies extremely pessimistic cost figures for space-based
solar power due to the very low system utilization and geographic limitation on Europe
solely. This also applies to terrestrial solar power plants, yet to a lower magnitude.
Recent development of low cost reusable space vehicles would offer higher cost reduction
potentials for space transportation as assumed for the comparison with terrestrial
systems. Thus, different learning curves for space transportation would be given and
result in lower allowable final launch cost targets. Furthermore network synergies of solar
JPG to JBIG2 Converter | Convert JPEG to JBIG2, Convert JBIG2 to
Users may easily change image size, rotate image angle, set image rotation in dpi Covert JPG & JBIG2 image with high-quality; Provide user-friendly interface
convert pdf page to jpg; convert pdf to jpg 100 dpi
VB.NET PDF Convert to Images SDK: Convert PDF to png, gif images
Convert PDF to Jpg, Png, Bmp, Gif, Tiff and Bitmap in ASP.NET. Or directly change PDF to Gif image file in VB.NET program with this demo code.
convert pdf image to jpg; convert online pdf to jpg
E
ARTH AND 
S
PACE
-B
ASED 
P
OWER 
G
ENERATION 
S
YSTEMS 
– A C
OMPARISON 
S
TUDY
Final Report
Study conclusions
11-394
power satellites would make SPS systems far more economic for non-base load operation
and competive to terrestrial scenarios.
Overall scenario design implies rather pessimistic cost figures for terrestrial solar power.
This is given by mainly three reasons
1. Focus is put on one terrestrial power solely
2. Conventional power supply schedules (base load/non-base load) which are likely no
more applicable at a rising penetration of renewable energies
3. The type of terrestrial energy assessed (solar). Others, such as wind, biomass or
geothermal, would already start at significantly lower generation costs
Consequently, especially for base-load scenar ios the resulting cost targets for space
transportation are likely more demanding. A more realistic scenario of autonomous
terrestrial sustainable energy supply for Europe would shed light on the sensitivity of
results – i.e. one not dependent solely on solar power, but making the optimal use of all
energy sources available. This would be less constrained than a purely solar scenario, and
could provide a better basis for considering the possible value of developing space-based
solar power systems.
Investment criteria
The European Investment Bank [EIB 2002] states – without claiming to be exhaustive –
principal and widely recognized selection criteria which apply to individual projects but
also programmes in the field of financing of power plants. In Table 11-1, these criteria are
applied to the technological concepts investigated in the framework of this study on a
qualitative basis (the deviant 250 MW Sun Tower concept which is only considered in the
0.5 GW scenarios is excluded from this discussion for reasons of non-competitiveness).
Therein, the uncertainties in basic assumptions and reliability to meet development
targets is not taken into account.
PV
SOT
SPS
Quality and reliability of the
primary energy source
high
1)
high
2)
low 
3)
high
1)
high
2)
medium
3)
potentially
very high
Compatibility with existing
generation and transmission
systems
medium - low
1)
high
2)
high - low
3)
medium - low
1)
high
2)
high - medium
3)
medium
E
ARTH AND 
S
PACE
-B
ASED 
P
OWER 
G
ENERATION 
S
YSTEMS 
– A C
OMPARISON 
S
TUDY
Study conclusions
Final Report
11-395
PV
SOT
SPS
Promising potential for
demonstration effects and
future developments
subject to assumptions
Attractive lifecycle energy
balance
'yes' to all technologies/scenarios
(1.0 - 1.7 yr respectively 0.4 - 0.7 according to DIN)
Environmental acceptability,
including public participation in
the decision-making process
medium - low 
1)
high 
2)
high 
3)
low 
1)
high - medium 
2)
high - medium 
3)
medium - low
Sound financial and economic
returns, taking account of the
external benefits of renewable
energy whenever it makes
sense
An analysis of the future electricity market
is not in the scope of this study
1) with pumped hydro storage
2) with hydrogen storage
3) without storage
Table 11-1: Investment criteria for energy systems including a qualitative
evaluation
Considering Table 11-1, by means of energy storage the quality and reliability of the
fluctuating solar irradiation is ensured. Yet without storage and no additional
complementing power supplies from e.g. wind the terrestrial solar energy supply has a
lower to medium supply quality and reliability mostly due to the fluctuating nature of
terrestrial solar irradiation. By nature, the initial quality and reliability of the primary
energy outside the atmosphere is superior.
Concerning the compatibility with existing generation and transmission systems, the
major influencing parameters are the ability to integrate a single power plant in terms of
power size and the requirement of further components for grid management due to feed
in characteristics (such as energy storage means, backup or virtual power plants). Both
the fluctuating nature of terrestrial solar power plants and the large power size of a single
space based power plant require substantial enhancement of the European high-voltage
transmission grid.
The environmental acceptability including public participation in the decision-making
process is dominated by the quantity and the type of land area used by a single power
plant, such as large-scale pumped hydro installations, large-scale SOT areas in North
Africa (500 GW scenario only) and the acceptance of microwave power transmission.
Discussions about space-based solar power systems comprise issues such as the experts'
E
ARTH AND 
S
PACE
-B
ASED 
P
OWER 
G
ENERATION 
S
YSTEMS 
– A C
OMPARISON 
S
TUDY
Final Report
Study conclusions
11-396
society and the disposal of decisions for future generations. Favorable conditions for a
broad public participation of local people is especially given with the modular terrestrial
solar power technologies above all with decentralized PV installations.
Fields for further research
Several issues evolved in the course of this study which could not be further assessed in
detail regarding their relevance as they either were beyond the scope of the study or
subject to limited time. Some of these issues are critical regarding the viability of space-
based solar power systems. The following topics should thus be addressed with a high
priority for further research (the list neither claims to be exhaustive nor does the order of
appearance imply any priority given to a single research topic):
– Error-analysis of study results
– Update of relevant studies of area potentials for PV, SOT and SPS rectennae
– Supply / demand modeling of future European energy economy, especially considering
potential supply mix scenarios and the demand for sustainable transportation fuel;
consideration of a worlwide SPS energy supply option
– Update of SPS technology assessment (latest broad technology assessments dates
back to [OTA 1981] and [Jochem 1988], a quantified reliability analysis is yet to come)
– Study / research of cloud covering due to climate change; effects on efficiencies of
terrestrial solar power plants
– Study of the impact of air pollution ('global dimming') on the terrestrial solar power
generation and microwave power transmission for the years 2030+
– Detailed technical (inter alia FMEA), economic (investors, cash-flow etc.) and
environmental (see also other points) analysis of most promising system architectures
and high-capacity space-transportation vehicles; validation experiments and
demonstration. The best way to answer most of the technical, reliability, social and
political uncertainties about space-based solar power is to build and operate a pilot
plant. Nevertheless this will not answer all questions.
– Update study of the synergies and dependencies of non-terrestrial materials for space
activities
– Assessment of environmental and health impacts on biosphere and atmosphere due
to microwave power transmission from space as well as the feasibility to design an
inherently safe microwave antenna which inherently avoids dual use
E
ARTH AND 
S
PACE
-B
ASED 
P
OWER 
G
ENERATION 
S
YSTEMS 
– A C
OMPARISON 
S
TUDY
Study conclusions
Final Report
11-397
– Development of a 'SPS business plan' in collaboration with major stakeholders
– Assessment of public acceptance and geo-political implications of a broad-scale
introduction of terrestrial and space-based solar power supply.
E
ARTH AND 
S
PACE
-B
ASED 
P
OWER 
G
ENERATION 
S
YSTEMS 
– A C
OMPARISON 
S
TUDY
Final Report
Literature
12-398
12 L
ITERATURE
[ABB 2000]
Rudervall, R. (ABB), Charpentier, J.P. (World Bank),
Sharma, R. (ABB): High Voltage Direct Current (HVDC)
Transmission Systems Technology Review; Presentation at
Energy Week 2000, March 7-8, Washington, D.C./USA,
2000
[ACEA 2003]
European Automobile Manufacturers Association (ACEA):
Monitoring of ACEA’s Commitment on CO
2
Emission
Reductions from Passenger Cars (2002), Brussels /
Belgium, 2003
[Achternbosch et al 2003]
Achternbosch, M.; Bräutigam, K.-R.; Kupsch, C.; Reßler, B.;
Sardemann, G.; Forschungszentrum Karlsruhe, Institut für
Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse: Analyse der
Umweltauswirkungen bei der Herstellung, dem Einsatz und
der Entsorgung von CFK- bzw. Aluminium-
Rumpfkomponenten; Wissenschaftliche Berichte FZKA
6879, 2003
[AGTAR 2004]
AGTAR Reisemobiltechnik GmbH & Co KG, Köln,
www.agtar.de/batt2.htm
[Anin 1976]
Initial Technical, Environmental, & Economic Evaluation of
Space Solar Power Concepts – Volume I: Summary. NASA
JSC-11568, August 31, 1976
[Anon 1979]
Anon, Satellite Power Systems (SPS) – Concept
Development & Evaluation Program: Preliminary
Assessment. DOE/ER 0041, September 1979
[Anon 2003]
Anon, Earth & Space Based Power Generation Systems – A
Fair Comparison for Long-Term Sustainable Energy
Supply / Statement of Work, ESA document
GSP-03.L036-1, Issue 2, dated May 5, 2003
[APERC 2001]
APERC – Asian Pacific Energy Research Centre: Sustainable
Electricity Supply Options for the APEC Region. The
Emerging Importance of New and Renewable Electricity
Documents you may be interested
Documents you may be interested