Laut Caltech-Forschern erzeugt ungefiltertes Sonnenlicht im Weltraum achtmal mehr Strom als Solarmodule auf der Erde. Die Möglichkeit, reichlich saubere Energie aus dem Weltraum zu gewinnen, eröffnet sich mit der erfolgreichen Demonstration eines Caltech-Forschungsteams, das es geschafft hat, Strom von einem Prototyp im Weltraum zur Erde zu senden. Die hohen Kosten für den Bau großer Infrastruktur im Weltraum stellen weiterhin eine Herausforderung dar. Experten gehen jedoch davon aus, dass weltraumgestützte Solarenergie bis 8 bereit sein wird, die Erde mit Strom zu versorgen. Dies sei ihrer Ansicht nach erforderlich, um die Emissionsziele des Pariser Abkommens zu erreichen.
Es ist ein jahrzehntelanger Traum, Strom von Solarzellen im Weltraum zur Erde zu senden. Weltraumgestützte Solarenergie gilt als die Zukunft sauberer Energie. Obwohl die Forschung noch in den Kinderschuhen steckt, herrscht derzeit mehr Hype als je zuvor, dass weltraumgestützte Solarkraftwerke tatsächlich funktionieren könnten. Ein Prototyp ins All geschossen Forscher gaben diesen Monat bekannt, dass erfolgreich eine kleine Energiemenge zur Erde übertragen wurde. Dies ist eine wichtige Neuheit dieser Art in der noch jungen Technologie.
Im Weltraum nutzen Solarmodule ungefilterte Sonnenenergie ohne Sonnenuntergang. Laut Caltech ermöglicht ihnen diese Art der Belichtung, erzeugen rund 8-mal mehr Leistung wie sie von Solarmodulen auf der Erde erzeugt werden. Ein leitender Technologieanalyst am NASA Goddard Space Flight Center, Nikolai Joseph sagte in einer Aussage, „Wenn ich mir das anschaue, fällt es mir schwer, meiner Fantasie freien Lauf zu lassen. Es hat eine seltsame Verführungskraft.“
Wir könnten hoffentlich in der Lage sein, weltraumgestützte Solarenergie zu nutzen und zur Erde oder möglicherweise sogar zu Außenposten auf dem Mond zu übertragen. Wie schnell dies möglich sein wird, hängt von der Studie ab, an der Nikolai Joseph mit … arbeitet. NASA Kollegen. Demonstration von Caltech war seiner Meinung nach ein Wendepunkt und er fügte hinzu: „Hätten Sie mich vor einem Jahr gefragt, ob das passieren würde, hätte ich gesagt: ‚Oh nein, wahrscheinlich nicht.‘ Und dann haben sie es einfach getan, was verrückt ist.“
Caltech hat erfolgreich bewältigt eines der größten technischen Hindernisse bei der Weltraum-Solarenergie: die sichere Übertragung von Elektrizität vom Weltraum zur Erde. Im Januar startete eine Raumsonde mit Caltechs Prototypwurde von einem SpaceX Rakete. Der Prototyp verfügt über Solarzellen und Sender, um Energie an verschiedene Orte zu senden. Solarzellen wandeln Sonnenlicht in Strom um, der in Mikrowellen umgewandelt und drahtlos übertragen wird. Hier ist ein official video um den Prozess besser zu verstehen.
Der Prototyp des Caltech konnte erfolgreich Energie drahtlos übertragen aus dem Weltraum und empfing ihn nur wenige Monate nach seinem Start an der Universität. Zunächst sendete der Sender Mikrowellen aus, die von etwa 30 cm voneinander entfernten Rezeptoren empfangen wurden. Die Rezeptoren wandelten die Mikrowellen in Gleichstrom um, der LEDs mit Strom versorgte. Der Prototyp sendete Strom an einen Empfänger auf dem Dach eines Caltech-Labors in Pasadena, Kalifornien.
Ali Hajimiri, Professor für Elektro- und Medizintechnik, der das Caltech-Team leitet, sagte in einer Pressemitteilung: Wir haben es natürlich auf der Erde getestet, aber jetzt wissen wir, dass es den Weltraumflug übersteht und dort funktioniert. Unseres Wissens nach hat noch niemand die drahtlose Energieübertragung im Weltraum demonstriert, selbst mit teuren, starren Strukturen. Wir tun dies mit flexiblen Leichtbaustrukturen und unseren eigenen integrierten Schaltkreisen. Das ist eine Premiere.
Caltech-Präsident Thomas F. Rosenbaum sagte „Der Übergang zu erneuerbaren Energien, der für die Zukunft der Welt entscheidend ist, wird heute durch Herausforderungen bei der Energiespeicherung und -übertragung eingeschränkt. Die Übertragung von Solarenergie aus dem Weltraum ist eine elegante Lösung, die dank der Großzügigkeit und Weitsicht der Brens ihrer Verwirklichung einen Schritt näher gekommen ist. Donald Bren hat eine gewaltige technische Herausforderung präsentiert, die der Menschheit einen bemerkenswerten Nutzen verspricht: eine Welt, die mit unterbrechungsfreier erneuerbarer Energie versorgt wird.“
Weltraumgestützte Solarenergie gilt als die Zukunft der sauberen Energie. Caltechs Weltraum-Solarenergieprojekt (SSPP) wurde 2011 gegründet von Donald Bren, ein Philanthrop und lebenslanges Mitglied des Kuratoriums des Caltech, nachdem er von den Möglichkeiten der Erzeugung von Solarenergie im Weltraum erfahren hatte.
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Harry Atwater, Direktor der Liquid Sunlight Alliance und leitender Forscher des Projekts, sagte: „Die Demonstration der drahtlosen Energieübertragung im Weltraum mithilfe von Leichtbaustrukturen ist ein wichtiger Schritt hin zur Nutzung von Solarenergie aus dem Weltraum und deren weltweitem Zugang. Solarmodule werden bereits im Weltraum eingesetzt, um beispielsweise die Internationale Raumstation mit Strom zu versorgen. Um jedoch ausreichend große Anlagen zur Energieversorgung der Erde zu starten und zu installieren, muss SSPP ultraleichte, kostengünstige und flexible Solarenergieübertragungssysteme entwickeln und bauen.“
Zu Beginn der Woche hat das Vereinigte Königreich Regierung angekündigt 4.3 Millionen Pfund zur Finanzierung verschiedene Forschungsprojekte. Forscher der Queen Mary University of London sind Entwicklung der drahtlosen Technologie Mikrowellenenergie von einem Ort zum anderen zu übertragen. Und das US Naval Research Lab testete eine Weltraumkraftexperiment durch die Übertragung von Energie mittels Laserstrahlen zur Internationalen Raumstation.
Schon in den 1970er Jahren waren die NASA und das Energieministerium (DOE) an weltraumgestützter Solarenergie interessiert, die Kosten hielten sie jedoch davon ab, die Idee weiter zu verfolgen. Xiaodong Chen, Professor für Mikrowellentechnik an der Queen Mary University of London, sagte: „Beim Bau solch großer Infrastruktur im Weltraum sind die Kosten schon heute das größte Problem. Die Wirtschaftlichkeit beginnt sich jedoch zu ändern, da die kommerzielle Raumfahrtindustrie die Startkosten senkt. Der bisher ehrgeizigste Zeitplan sieht vor, dass diese Technologie bis 2050 bereit ist, Haushalte und Unternehmen auf der Erde mit Strom zu versorgen.“
Allerdings sind die im Pariser Abkommen festgelegten Klimaziele Treibhausgase Emissionsziele müssen bis 2050 Netto-Null erreichen. Laut einer 2022 Bericht Basierend auf der Technologie der Europäischen Weltraumorganisation benötigt die Welt so viel erneuerbare Energie wie möglich und zwar so schnell wie möglich.
