Gibt es bald Solaranlagen im Weltall?

Erneuerbare Energie aus dem Weltraum zurück zur Erde beamen – das könnte eine Solarstation im All bald tun. Denn die britische Regierung denkt tatsächlich darüber nach, eine zu bauen. Wie The Times berichtet, will Großbritannien 16 Milliarden britische Pfund, umgerechnet knapp 19 Milliarden Euro, in eine Solarstation im Weltall investieren.
Solarenergie aus dem Weltraum gehört zu den Technologien, die im Net-Zero-Innovationsportfolio der britischen Regierung festgelegt sind. Sie sollen eine mögliche Lösung sein, Großbritannien dazu zu verhelfen, bis zum Jahr 2050 Net Zero zu erreichen. Um Net-Zero-Ziele zu erreichen, müssen Regierungen unter anderem Treibhausgasemissionen auf ein Minimum reduzieren oder unvermeidbare Emissionen durch Investitionen in Klimaschutzprojekte kompensieren.
Wie funktioniert eine Solaranlage im All?
Doch wie arbeitet solch eine Solaranlage im Weltall? Und welche Vor- und Nachteile bringt diese Technologie mit sich?
Bei der weltraumgestützten Solarenergie wird Sonnenenergie im Weltraum gesammelt und zur Erde übertragen. Obwohl die Idee an sich nicht neu ist, ist es den neusten technischen Fortschritten zu verdanken, dass es inzwischen realistisch erscheint, dieses Ziel überhaupt zu erreichen.
Die Solarstation soll mit einem Solarenergiesatelliten, einem riesigen Raumschiff mit Sonnenkollektoren, ausgerüstet werden. Diese Solarpanele erzeugen Strom, der im Anschluss drahtlos durch hochfrequente Funkwelle zur Erde übertragen wird. Um Funkwellen in Strom umzuwandeln, der dann zum Energieversorgungsnetz geliefert wird, soll eine Bodenantenne, eine sogenannte Rectenna, verwendet werden.
Vorteile einer Solaranlage im All
Im Gegensatz zu herkömmlichen Solaranlagen auf der Erde sind Solaranlagen im All nicht wetterabhängig, sondern können kontinuierlich Strom erzeugen, da sie 24 Stunden am Tag mit Sonnenlicht versorgt werden. Im Vergleich: Da die Tagesstunden und das Sonnenlicht auf der Erde begrenzt sind, kann eine Solaranlage dort an einem sonnigen Tag bei maximaler Effizienz nur rund 10 bis 11 Prozent der Sonnenenergie in nutzbare Energie umwandeln.
Kann Solarenergie aus dem All den weltweiten Energiebedarf decken?
Energie zu sparen, ist schon seit Jahren ein Ziel vieler Länder der Welt. 2019 machten fossile Brennstoffe etwa 84 Prozent des weltweiten Energieverbrauchs aus. Laut dem Ölunternehmen BP kann unser Planet angesichts des aktuellen Energiebedarfs nur noch etwa 50 Jahre Öl und 100 Jahre Kohle liefern. Zwar ging der Primärenergieverbrauch 2020 BP zufolge um 4,5 Prozent zurück. Bis 2050 wird der weltweite Energiebedarf voraussichtlich aber um fast 50 Prozent steigen. Weltraumbasierte Solarenergien könnten also der Schlüssel dazu sein, den wachsenden weltweiten Energiebedarf zu decken und die globale Erwärmung in den Griff zu kriegen.
Woran könnte das Projekt scheitern?
Ein weltraumbasiertes Solarkraftwerk benötigt eine große Anzahl von Solarmodulen, die von Robotern im All zusammengesetzt werden müssen. Allein der Transport all dieser Elemente in den Weltraum gestaltet sich schwierig, ist kostspielig und könnte die Umwelt schwer belasten. Da das Problem mit den Solarmodulen schon länger bekannt ist, sind inzwischen ultraleichte Solarzellen entwickelt worden. Aufgrund dieser Solarzellen, einer fortgeschrittenen Schlüsseltechnologie, drahtloser Energieübertragung und großen Fortschritten in der Weltraumrobotik wird dieses Projekt deswegen inzwischen als umsetzbar betrachtet.
Solaranlagen im All: Welche Nachteile gibt es noch?
Ein weiterer Nachteil: Es werden vermutlich mehrere Raketenstarts benötigt, um solch eine Solaranlage zu bauen. Auch das sind wieder Emissionen, die unsere Umwelt belasten. Ein Problem ist auch, dass Raketen derzeit nicht vollständig wiederverwendbar sind, obwohl Unternehmen wie SpaceX daran arbeiten, dies zu ändern. Könnten Startsysteme vollständig wiederverwendet werden, würde das die Gesamtkosten weltraumgestützter Solarenergie erheblich senken.
Ebenfalls ungünstig ist die Tatsache, dass Solarpanele im All durch Weltraumschrott beschädigt werden können. Sie sind außerdem intensiver Sonneneinstrahlung ausgesetzt und werden so schneller abgebaut als auf der Erde. Das wiederum verringert die Leistung, die sie erzeugen können.
Fraglich ist auch, wie viel Energie durch die drahtlose Energieübertragung übermittelt werden kann. Die Übertragung von Energie über große Entfernungen, in diesem Fall von einem Solarsatelliten im Weltraum zur Erde, ist schwierig. In Anbetracht der derzeitigen Technologie würde vermutlich nur ein kleiner Bruchteil der gesammelten Sonnenenergie auf der Erde ankommen.