Die Idee der weltraumgestützten Solarenergie (SBSP) – bei der Satelliten Energie von der Sonne sammeln und sie an Sammelstellen auf der Erde „bündeln“ – gibt es mindestens seit den späten 1960er-Jahren. Trotz ihres enormen Potenzials hat die Technologie aufgrund der Kosten und technologischer Hürden bislang nicht genügend an Bedeutung gewonnen.
Können einige dieser Probleme inzwischen gelöst werden? Wenn ja, könnte SBSP zu einem wichtigen Bestandteil des weltweiten Übergangs von fossilen Brennstoffen zu grüner Energie werden.
Wir sammeln bereits Energie von der Sonne. Sie wird direkt mithilfe dessen gewonnen, was wir allgemein Solarenergie nennen. Dazu gehören verschiedene Technologien wie Photovoltaik (PV) und Solarthermie. Die Energie der Sonne wird auch indirekt genutzt: Windenergie ist ein Beispiel dafür, denn Winde entstehen durch die ungleichmäßige Erwärmung der Atmosphäre durch die Sonne.
Doch diese umweltfreundlichen Formen der Energieerzeugung haben ihre Grenzen. Sie benötigen viel Landfläche und sind von der Verfügbarkeit von Sonnenlicht und Wind abhängig. So sammeln Solarparks nachts keine Energie und erzeugen im Winter sowie an bewölkten Tagen weniger Energie.
PV-Anlagen im Orbit sind nicht durch den Einbruch der Nacht eingeschränkt. Ein Satellit in einer geostationären Umlaufbahn (GEO) – einer kreisförmigen Umlaufbahn etwa 36.000 km über der Erde – ist während eines ganzen Jahres mehr als 99% der Zeit der Sonne ausgesetzt. Dadurch kann er rund um die Uhr grüne Energie erzeugen.24/7.
Die GEO ist ideal, wenn Energie vom Raumfahrzeug zu einem Energieempfänger oder einer Bodenstation übertragen werden soll, da Satelliten dort relativ zur Erde stillstehen. Schätzungen zufolge steht von der GEO aus 100-mal mehr Solarenergie zur Verfügung, als der geschätzte weltweite Energiebedarf der Menschheit bis 2050 beträgt.
Um die im Weltraum gesammelte Energie zur Erde zu übertragen, ist eine drahtlose Stromübertragung erforderlich. Mikrowellen minimieren dabei den Energieverlust in der Atmosphäre, selbst bei bewölktem Himmel. Der vom Satelliten ausgesendete Mikrowellenstrahl wird auf die Bodenstation gerichtet, wo Antennen die elektromagnetischen Wellen wieder in elektrische Energie umwandeln. In hohen Breitengraden müsste die Bodenstation einen Durchmesser von 5 km oder mehr haben. Das ist jedoch immer noch weniger Fläche als nötig wäre, um dieselbe Energiemenge mit Solar- oder Windenergie zu erzeugen.
Quelle: Techxplor
Können einige dieser Probleme inzwischen gelöst werden? Wenn ja, könnte SBSP zu einem wichtigen Bestandteil des weltweiten Übergangs von fossilen Brennstoffen zu grüner Energie werden.
Wir sammeln bereits Energie von der Sonne. Sie wird direkt mithilfe dessen gewonnen, was wir allgemein Solarenergie nennen. Dazu gehören verschiedene Technologien wie Photovoltaik (PV) und Solarthermie. Die Energie der Sonne wird auch indirekt genutzt: Windenergie ist ein Beispiel dafür, denn Winde entstehen durch die ungleichmäßige Erwärmung der Atmosphäre durch die Sonne.
Doch diese umweltfreundlichen Formen der Energieerzeugung haben ihre Grenzen. Sie benötigen viel Landfläche und sind von der Verfügbarkeit von Sonnenlicht und Wind abhängig. So sammeln Solarparks nachts keine Energie und erzeugen im Winter sowie an bewölkten Tagen weniger Energie.
PV-Anlagen im Orbit sind nicht durch den Einbruch der Nacht eingeschränkt. Ein Satellit in einer geostationären Umlaufbahn (GEO) – einer kreisförmigen Umlaufbahn etwa 36.000 km über der Erde – ist während eines ganzen Jahres mehr als 99% der Zeit der Sonne ausgesetzt. Dadurch kann er rund um die Uhr grüne Energie erzeugen.24/7.
Die GEO ist ideal, wenn Energie vom Raumfahrzeug zu einem Energieempfänger oder einer Bodenstation übertragen werden soll, da Satelliten dort relativ zur Erde stillstehen. Schätzungen zufolge steht von der GEO aus 100-mal mehr Solarenergie zur Verfügung, als der geschätzte weltweite Energiebedarf der Menschheit bis 2050 beträgt.
Um die im Weltraum gesammelte Energie zur Erde zu übertragen, ist eine drahtlose Stromübertragung erforderlich. Mikrowellen minimieren dabei den Energieverlust in der Atmosphäre, selbst bei bewölktem Himmel. Der vom Satelliten ausgesendete Mikrowellenstrahl wird auf die Bodenstation gerichtet, wo Antennen die elektromagnetischen Wellen wieder in elektrische Energie umwandeln. In hohen Breitengraden müsste die Bodenstation einen Durchmesser von 5 km oder mehr haben. Das ist jedoch immer noch weniger Fläche als nötig wäre, um dieselbe Energiemenge mit Solar- oder Windenergie zu erzeugen.
Quelle: Techxplor
