WISSENSCHAFT & TECHNOLOGIE


US-Marine will Strom aus dem All zur Erde beamen

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Baku, den 19. März (AZERTAG). Wie versorgt man Soldaten in abgelegenen Gegenden mit Energie? Forscher der US-Navy glauben, dass Solarzellen im Weltall die Versorgung übernehmen können. Die Idee ist umstritten.

Vor knapp hundert Jahren entwickelte der deutsche Physiker Hermann Oberth das Konzept des Kraftwerks im Weltall. Um die Erde kreisend, sollte es aus Sonnenlicht Energie erzeugen. Der Exil-Tscheche Peter Glaser spann die Idee 1968 weiter: Sogenannte Solar Power Satellites (SPS) sollten in einer geostationären Umlaufbahn Sonnenstrom produzieren und zur Erde beamen.

Die Vision des Solarstroms aus dem All hat nun einen neuen Anhänger gefunden: die Forschungsabteilung der US-Marine NRL (Naval Research Laboratory). Die Technologie könnte helfen, ein wichtiges Versorgungsproblem der Marine-Soldaten zu lösen. Sie operieren oft weit entfernt von den heimischen Basen - die Infrastruktur vor Ort ist schlecht. Umso aufwendiger ist die Energieversorgung - schließlich brauchen die Einheiten Strom.

Dieselgeneratoren werden häufig genutzt, sie setzen aber eine kontinuierliche Versorgung mit Kraftstoff voraus. Solarstrom aus dem All könnte eine zuverlässige Energiezufuhr ermöglichen, hofft man bei der NRL. Der Wissenschaftler Paul Jaffe untersucht gerade ein neues Modul, das aus Solarzellen und Funkmodul besteht, um die erzeugte Energie zur Erde zu senden.

Die wichtigste Kenngröße bei seinen Untersuchungen ist die Masse des Moduls je erzeugtem Watt: „Ein Kilogramm ins All zu befördern, ist sehr teuer“, sagt er. Deshalb komme es darauf an, die Solarmodule so leicht wie möglich zu gestalten.

Leicht und effizient - Ein Sonnenkraftwerk im Orbit könnte auch von der immer weiter gesteigerten Effizienz von Solarzellen profitieren. Für den Massenmarkt produzierte Panels wandeln etwa 15 Prozent des Sonnenlichts in Strom um. Im Labor wurden Werte von 44 Prozent erreicht.

Die gängigen Photovoltaik-Zellen aus Silizium sind allerdings vergleichsweise schwer. Sogenannte organische Solarzellen sind viel leichter, müssen allerdings beim Wirkungsgrad noch besser werden.

Die im Orbit gewonnene Energie soll mit Radiowellen oder Mikrowellen zur Erde gebeamt werden, erklärt Jaffe. Diese Techniken hätten eine größere Akzeptanz als Laserstrahlen, die eine sehr hohe Energiedichte pro Fläche aufwiesen. Die Dimension eines Solarparks in einem geostationären Orbit wäre enorm: Jaffe denkt an eine ein Quadratkilometer große Fläche.

Der deutsche Solarzellforscher Jürgen Werner sieht das Projekt skeptisch: „Das ist utopisch, ich sehe das eher als Marketing-Gag.“ Immerhin würden die Sonnensegel im All ein Problem lösen, das Solarzellen auf der Erde haben: Weil sie im Prinzip ununterbrochen im Licht der Sonne sind, erzeugen sie auch rund um die Uhr Strom. Zudem gibt es im Weltall keine Wolken, welche die Stromausbeute verringern.

Letztlich werden die Kosten pro Kilowattstunde entscheiden, ob ein Sonnenkraftwerk im All jemals gebaut wird. Auch wenn diese deutlich über den 10 Cent liegen, die heutzutage eine kleine Solaranlage spielend erreicht. Brauchen Marinesoldaten Strom in einer abgelegenen Gegend ohne Infrastruktur, kann auch ein deutlich höherer Preis wirtschaftlich attraktiv sein.

Vielleicht aber setzt sich auch eine ganz andere Technologie durch. Auf einem Nasa-Kongress 2012 hat eine Privatfirma das Konzept eines gigantischen, trichterförmigen Gebildes bestehend aus Zehntausenden dünnen Spiegeln vorgestellt. Sie sollen einzeln steuerbar sein und das Sonnenlicht auf die Solarzellen an der Rückseite des Satelliten leiten.

„Der Betrieb von Solarzellen im Vakuum des Weltalls ist an sich kein Problem“, sagt Jürgen Werner, Leiter des Instituts für Photovoltaik an der Universität Stuttgart. Problematisch könne allerdings die harte Strahlung werden, die dem Material zusetze.

Werner sieht eine goldene Zukunft für die Photovoltaik - allerdings auf der Erde. Die Kosten pro Kilowattstunde seien mittlerweile niedriger als bei Kohlestrom, sagte er auf der Frühjahrstagung der Deutschen Physikalischen Gesellschaft in Berlin. Wenn es gelänge, Solar- und Windenergie intelligent mit flexiblen Gaskraftwerken zu koppeln, sei eine klimaschonende Stromproduktion machbar und bezahlbar. 

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