Solarenergie aus dem Weltall: Ein Projekt für die Zukunft
Ursprünglich wurde Solarenergie zum Antrieb von Satelliten im Weltall entwickelt. Heute gibt es Pläne, sie dort zu bündeln und dann an die Erde weiterzuleiten.
Das Wichtigste in Kürze
- CalTech schoss kürzlich den ersten Satelliten mit Solarzellen für die Erde ins All.
- Europa hinkt bei der Entwicklung noch hinterher.
Als das Zeitalter der Raumfahrt begann, standen Wissenschaftler vor einem grossen Problem: Wie konnten Satelliten im All dauerhaft mit Strom versorgt werden?
Diese Frage führte dazu, dass die damals noch junge Solarenergie einen enormen Schub erhielt: Solarpaneele waren die perfekte Antwort auf die Frage.
Mittlerweile denkt die Wissenschaft noch einen Schritt weiter: Was wäre, wenn die im Weltall erzeugte Solarenergie anschliessend an die Erde weitergeleitet wird?
Da es im All keine Nacht gibt, könnten die Solarkraftwerke permanent Strom erzeugen. Die USA sind in dieser Hinsicht nun einen grossen Schritt weiter.
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Das Space Solar Power Project von CalTech
Das California Institute of Technology (CalTech) schoss Anfang 2023 einen Satelliten ins All. Der «Space Solar Power Demonstrator» (SSPD) galt als erster Versuchsballon.
Einmal im Orbit angekommen, entfaltete der Satellit Sonnensegel mit hocheffizienten Solarzellen. Diese fangen das Sonnenlicht ein und verwandeln es in Mikrowellen.
Im nächsten Schritt schickt SSPD diese Mikrowellen an die Erde, wo sie von «Rectennas» genannten Antennenfeldern aufgefangen werden. Diese verwandeln sie wiederum in Strom, der in die Netze eingespeist werden kann.
Da die Mikrowellenstrahlen vorhandene Mobilfunksignale stören könnten, müssen die grossflächigen Rectennas in dünn besiedelten Gebieten aufgestellt werden.
In den USA dürfte dies weniger ein Problem sein als im dicht bevölkerten Europa. Allerdings handelt es sich auch nur um erste Experimente. Es sollte getestet werden, ob Solarenergie aus dem Weltall überhaupt eine sinnvolle Option ist.
Das weltweite Rennen um Solarenergie aus dem All
Während die USA schon vorgeprescht sind, arbeiten auch China und Japan an eigenen Testmissionen für Solarenergie aus dem All. Die Chinesen gaben bereits bekannt, 2028 einen eigenen Satelliten zu Testzwecken in den Orbit zu schiessen.
In Europa werden Solarkraftwerke im Weltall derzeit noch wesentlich zurückhaltender betrachtet.
Die ESA gab 2022 zwei Studien bei den Beraterfirmen Roland Berger in Deutschland und Frazer-Nash in Grossbritannien in Auftrag. Sie wollte mehr über das Kosten-Nutzen-Verhältnis der Solarenergie aus dem All erfahren.
Beide kamen zum Schluss, dass sich die Investition in weltraumgestützte Solarstromtechnologie lohnt. Allerdings ist seither nicht viel geschehen.
Viele Satelliten und Flüge ins All notwendig
Das grösste Problem ist der schiere Stromverbrauch in Europa: Der Kontinent braucht rund 3000 Terawattstunden Elektrizität im Jahr.
Die Schweiz hat dabei laut dem Bund mit 57 Milliarden Kilowattstunden (Stand 2022) einen relativ geringen Anteil.
Um den Energiebedarf mit Solarenergie aus dem All zu decken, müssten Dutzende Satelliten ins All geschossen werden. Deren Einzelteile müssten wiederum separat mit Raketen transportiert werden.
Für ein einziges effizientes Solarkraftwerk müsste eine Bauzeit von vier bis sechs Jahren gerechnet werden.
Solarenergie aus dem All bleibt Zukunftsmusik
In Zukunft wird es bei einzelnen Experimenten wie denen von CalTech und der geplanten chinesischen Mission bleiben.
Bis sich Solarstrom aus dem All wirklich effizient nutzen lassen könnte, werden noch viele Jahre vergehen. Bis dahin dürfte der Ausbau der PV-Anlagen auf der Erde Vorrang geniessen.