Klingt schon irgendwie nach einer futuristischen Idee: Strom aus dem Weltall, doch mit Hilfe neuer Technologien könnte das schon bald Realität werden. Das Konzept ist, mit Mikrowellen den erzeugten Strom zur Erde senden und dort in das vorhandene Stromnetz einspeisen. Der Vorteil: Im Weltall scheint die Sonne immer, nicht nur tagsüber. Was der aktuelle Stand ist und wie genau diese Methode der Stromgewinnung funktionieren könnte, erklärt Ihnen WechselJetzt.de im folgenden Beitrag.
Funktionsweise
Bei Space-Based Solar Power (SBSP) beschreibt die Weltraum-basierte Solarenergie, eine neuartige Form von erneuerbaren Energien. Hier funktioniert die Stromgewinnung an der Station ganz ähnlich wie bei herkömmlicher Solarenergie, doch der gewonnene Strom soll dann in Form von Mikrowellen an die Erde geschickt werden. Da diese jedoch eine weite Distanz zurücklegen, “franst” die Strahlung aus. Das bedeutet, dass sich während der weiten Strecke das Strahlungsfeld der Mikrowellen vergrößert. Antennenfelder, sogenannte "Rectennas", sollen zum Auffangen der Mikrowellenstrahlung dienen, und sicherstellen, dass möglichst wenig der ausgefransten Strahlung verloren geht.
Die Intensität der Mikrowellen ist hier jedoch gering und so nicht gefährlich für Mensch und Natur, sie entspricht etwa einem Siebtel der Mittagssonnenstrahlung. Da Mikrowellen auf einer ähnlichen Frequenz wie Mobilfunk schwingen, könnte lediglich Handyempfang gestört werden, daher müssen Auffangsanlagen in eher ländlichen Regionen stehen.
Für das Entsenden ins All wird aktuell die Konstruktion zusammengefaltet, wenn sie an der gewünschten Höhe und in der richtigen Position ist, wird die Apparatur dann entfaltet. Das kann man sich dann als eine Art “Sonnensegel” vorstellen.
Aktueller Stand der Solarkraftwerke im All
Das Konzept der Solarenergie aus dem Weltraum ist kein neues. Bereits in den 1970er Jahren kamen Forscher bereits auf diese Idee. Jedoch waren dort Konstruktion, Transport und Montage zu teuer und der Stromgewinn zu gering, dass sich die Solarenergie wirtschaftlich lohnen würde. Jedoch wurde die durch Weltraumfahrtunternehmen (z.B. SpaceX) und neue Technologien der Transport und Montage stark vergünstigt. Daher ist das Projekt nun in den Rahmen der tatsächlichen Möglichkeiten gerutscht.
Am 03.01.2023 wurde das erste Raumfahrzeug mit einer Solarenergieanlage für einen Test von der CalTech Universität in den USA ins All geschickt, alle zuvor auf der Erde ausgeführten Tests waren bisher positiv. An Bord der “Falcon 9” Rakete wurde der Test-Satellit in den Weltraum gebracht. Der “Space Solar Power Demonstrator” ist nur ungefähr so groß wie eine Waschmaschine. Der Apparat scheint ein Erfolg zu sein, denn auch die zuletzt ausgeführten Tests der Raumsonde brachten vielversprechende Erfolge.
Zukunftsausblick für die Weltraum Solarenergie
Weltraumgestützte Solarenergie bietet viele Vorzüge im Vergleich zu anderen erneuerbaren Energien. Zunächst ist die Solarenergie eine Stromquelle, welche kaum Schwankungen unterliegen würde. Denn: Im Weltraum wäre so eine Solaranlage nicht abhängig von Wetterschwankungen oder dem Tag-Nacht-Zyklus. Zusätzlich ist es natürlich sehr günstig, dass solche Anlagen im Vergleich zu regulären Solarkraftwerken keinen Platz der Erdoberfläche blockieren. Das erleichtert Baugenehmigungen und eröffnet andere Verwendungsmöglichkeiten für diese Flächen. Jedoch brauchen die Antennen zum Auffangen der Mikrowellenstrahlung auch Platz, wie viel platzsparender diese Technologie also wirklich ist, wird sich bei tatsächlicher Verwendung zeigen. Die Antennenfelder sind jedoch flexibler in Sachen Ort, sie könnten zum Beispiel in bestehende Windparks integriert werden. Ein weiteres Manko ist die Effizienz, denn auf dem Weg zur Erde geht ein Teil der gewonnenen Energie verloren, aktuell wären das 85% bis 90% - Also eine ganz schöne Menge. Aber es ist durchaus möglich, dass Forschung und Weiterentwicklung die Effizienz steigern könnten.
Eine Herausforderung der SBSP Kraftwerke ist jedoch die Größe. Denn um mit den Kraftwerken auf der Erde mitzuhalten, müssen die Solarstationen mehrere Hundert Megawatt bis zu einigen Gigawatt Strom erzeugen. Ein Quadratmeter erzeugt 1,4 Kilowatt Strom, also wären Quadratkilometer Oberfläche notwendig. Da solche Gebilde jedoch um einiges weniger komplex sind als beispielsweise die ISS, und daher die Komponenten massenhaft produziert werden könnten, wäre selbst die Größe kein Hindernis mehr.
Besonders aufgrund der Energiewende werden alternative Formen der Energiegewinnung immer interessanter. Auch die europäische Front zeigt sich interessiert an der Solarenergie: In zwei Jahren soll eine Entscheidung gefällt werden, ob Europa diese Technologie auch nutzen möchte. Wenn die Antwort positiv ausfällt, so könnte die ESA im Jahre 2030 einen Versuchskörper ins All schicken. Wenn dies wiederum gut funktioniert, so könnte die Technik 2040 kommerziell nutzbar gemacht werden.
Fazit
Das Projekt der Sonnenenergie aus dem All klingt zunächst wie aus einem Science Fiction Film, doch es ist gar nicht so unwahrscheinlich, dass dies eine Energiequelle der Zukunft sein wird. Die Europäische Weltraumagentur ist optimistisch, mit dem Projekt "Solaris" wird die Entwicklung der Solarenergie aus dem All überwacht und geplant. Die Hoffnung ist, dass eine solche Solaranlage so viel Strom wie ein Atomkraftwerk liefern kann. Dies würde einen großen Beitrag zur Energiewende leisten. Allein in Europa könnten die Anlagen insgesamt 800 Terawatt Strom erzeugen, das ist ein Drittel der gesamten europäischen Stromverbrauchs! Ob ESA so ein Projekt starten wird, wird sich 2025 entscheiden, wenn die Mitgliedstaaten der europäischen Weltraumorganisation darüber abstimmen. Wir bleiben gespannt!
Pauline Prochnow
