China will Sonnenstrom aus dem All

Chinesische Forscher wollen noch in diesem Jahr eine experimentelle Bodenstation für ein orbitales Solarkraftwerk fertigstellen.

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Von
  • Wolfgang Stieler

China arbeitet an konkreten Vorbereitungen für Solarkraftwerke im geostationären Orbit, die Energie mit Mikrowellen zur Erde schicken können. Eine erste, experimentelle Bodenstation könnte noch in diesem Jahr fertig gestellt werden, berichtet der Online-Dienst China Science News.

Laut der Meldung planen die chinesischen Forscher zunächst, die Energieübertragung aus Ballons in 300 Meter Höhe zu testen. Im zweiten Schritt sollen die Ballons dann auf zwei Kilometer Höhe aufsteigen, um dann die Distanzen schrittweise bis zur Stratosphäre zu steigern. Laut der Roadmap der China Academy of Space Technology soll dann bereits 2030 ein Prototyp im Megawatt-Bereich um die Erde kreisen. Bis 2050 könnten Solarkraftwerke im Gigawatt-Bereich Energie zur Erde senden.

Die Idee klingt nach Science Fiction – tatsächlich hatte die SF-Legende Isaac Asimov bereits 1941 potentielle Probleme mit einer Solarstation in der Kurzgeschichte "Reason“ verarbeitet – ist aber technisch nicht komplett unsinnig.

Der US-Ingenieur Peter Glaser propagierte bereits in den 1960er Jahren die Idee, denn solch ein Satellit könne 24 Stunden am Tag die Sonne nutzen und werde auch nie von Wolken abgeschattet. Zudem komme auf der Erdoberfläche sowieso nur ein Teil der verfügbaren Sonnenenergie an. Tatsächlich wird rund ein Drittel der von der Sonne eingestrahlten Energie unmittelbar von der Atmosphäre und der Erdoberfläche reflektiert. Von der nicht reflektierten Energie wird wiederum rund ein Drittel in der Atmosphäre absorbiert.

Allerdings hat das Konzept zwei große Haken: Zum einen muss die im All gewonnene Energie in Mikrowellen gewandelt, gesendet und wieder in Strom gewandelt werden – ein Prozess, der niemals zu hundert Prozent effizient sein kann. Allerdings gibt es auf diesem Gebiet interessante, technische Fortschritte: Das Unternehmen Emrod beispielsweise will in Neuseeland zeigen, dass es mit Hilfe von Metamaterialen mehrere Kilowatt elektrischer Leistung über einige zehn Kilometer effizient übertragen kann.

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Duan Baoyan von der Xidian University erklärte zudem, dass die Solarkrafwerke nicht notwendigerweise die Erde mit Energie versorgen müssten. Sie könnten auch als eine Art „Ladestation“ im Orbit diesen, die kleine und mittlere Satelliten mit Energie versorgen könnte. Solche Satelliten bräuchten dann keine Sonnenkollektoren mehr, sondern nur noch Mikrowellen- Empfangsantennen, und könnte so kostengünstiger gebaut werden. Das weitaus größere Problem sind jedoch die Transportkosten: Um solche Kraftwerke zu bauen, müsste tonnenweise Material ins All transportiert werden. Experten schätzen, dass die Transportkosten mindestens um einen Faktor zehn niedriger werden müssten, um Solarkraftwerke im All auch nur annähernd wirtschaftlich betreiben zu können.

Forschende am California Institute of Technology arbeiten deshalb bereits seit 2013 an einem modularen System, das sich im All zusammensetzt. Die Module, die anfänglich mehre Kilogramm pro Quadratmeter wogen, liegen mittlerweile bei 100 bis 100 Gramm. Wie das Caltech erst kürzlich bekannt gab, hat der Milliardär Donald Bren das Projekt mit rund 100 Millionen Dollar gefördert.

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(wst)