Konzeptuelle Simulation der Solarenergiegewinnung aus dem Weltraum
Im Jahr 1968, bevor die Menschheit den Mond betrat, erwähnte Dr. Peter Glaser, Leiter der Apollo-11-Mission der US-amerikanischen Luft- und Raumfahrtbehörde NASA, ein ungewöhnliches Konzept, um die Welt mit endloser Energie zu versorgen: Solarenergie aus dem Weltraum.
Mutige Idee
In einem Bericht mit dem Titel „Energie von der Sonne: Das ist die Zukunft“, der am 22. November 1968 in der Zeitschrift Science veröffentlicht wurde, stellte Dr. Glaser die Idee vor, Satelliten in die Erdumlaufbahn zu bringen, um die ununterbrochene Sonnenenergie (SBSP) zu nutzen.
Der Grund dafür ist, dass es im Weltraum weder eine Atmosphäre noch Wolken gibt. Und in der geostationären Umlaufbahn herrscht keine Nacht. Daher ist dies der ideale Ort für Solarkraftwerke, die 24 Stunden am Tag, 365 Tage im Jahr Energie nutzen.
1973 erhielt er ein US-Patent für die Idee der Solarenergiegewinnung durch Satelliten und gilt als Vater der SBSP. Dr. Glaser glaubte, dass nur unter Weltraumbedingungen nutzbare Solarenergie und möglicherweise Energie aus Kernfusionsreaktionen fossile Brennstoffe als Hauptenergiequelle der Menschheit ersetzen könnten.
Fast 10 Jahre sind vergangen, seit Dr. Glasers unglaublich kühne und ihrer Zeit vorauseilende Idee in eine Phase des großen Durchbruchs eingetreten ist.
Laut Bloomberg News vom 28. Oktober beobachteten Forscher des California Institute of Technology (Caltech, USA) auf dem Dach des Hauptsitzes des Forschungsinstituts in Pasadena (Kalifornien), wie ihre Geräte Energiestrahlen empfingen, die von Satelliten im Orbit gesendet wurden.
Dr. Peter Glaser und das Modell der Nutzung von Solarenergie aus dem Weltraum
Durchbruch
Das von einem Caltech-Team entwickelte und im Januar mit einer SpaceX-Rakete in die Umlaufbahn gebrachte Experimentalgerät übertrug im Mai erfolgreich Energie zur Erde. Es ist eines von drei in einen Satelliten integrierten Caltech-Experimenten und testet derzeit Schlüsselkomponenten eines Systems zur Gewinnung von Solarenergie aus dem Weltraum.
Man kann sagen, dass der Traum des verstorbenen Dr. Glaser der Realität näher gekommen ist.
„Zuerst hielt ich die Idee für lächerlich“, zitierte Bloomberg den Caltech-Professor Harry Atwater, Leiter des Space Solar Power-Projekts des American Institute. Nach einigem Nachdenken habe er jedoch das Bedürfnis verspürt, zu handeln, in der Hoffnung, diese Idee eines Tages verwirklichen zu können.
Professor Atwater gehört einer neuen Generation von Ingenieuren an. Angesichts des Klimawandels und ausgestattet mit Technologien, die unter dem 2014 verstorbenen Dr. Glaser noch nicht verfügbar waren, setzen Atwater und seine Kollegen darauf, dass die Zeit für Solarenergie aus dem Weltraum gekommen ist.
Dank der Entwicklung von Solarzellen und dem Aufkommen von Kohlefasermaterialien werden weltraumgestützte Kraftwerke möglich und die Präsenz privater Unternehmen wie SpaceX hat die Kosten für deren Start in die Umlaufbahn gesenkt.
Für den Zusammenbau der „Fabrik“ sind keine professionellen Astronauten in schweren Raumanzügen erforderlich. Und sobald das „Kraftwerk“ im Weltraum positioniert ist, kann es sich automatisch in die gewünschte Form ausdehnen.
Im Jahr 2020 nutzte das US Naval Research Laboratory das streng geheime Raumflugzeug X-37B des Pentagons, um einen Solar-Mikrowellen-Konverter in die Umlaufbahn zu bringen, der Teil eines zukünftigen Orbitalkraftwerks sein soll.
Die Europäische Weltraumorganisation arbeitet an einem eigenen Solarenergieprogramm, das sich jedoch noch weit von der Phase orbitaler Tests entfernt befindet, ebenso wie China, Japan und Großbritannien.
Caltechs Konzeptsimulation „elektrischer Teppich“
Version „Solarteppich“
Am Caltech investierte Immobilienmilliardär Donald Bren seit 2011 über 100 Millionen Dollar in das von Professor Atwater geleitete Projekt. Atwaters Team entwickelte einen neuen Ansatz. Statt einer riesigen, festen Struktur im Weltraum soll das Kraftwerk des Caltech aus einem Netzwerk von Solarmodulen bestehen, das sich über einen Kilometer erstreckt.
In der Caltech-Version des Kraftwerks sind auf jedem Panel Energiesender angebracht, die gleichzeitig Energie an eine Reihe von Empfängern übertragen, die sich ebenfalls im gleichen Bereich auf dem Boden befinden.
Diese Art von „Kraftwerk“ kann von Naturkatastrophen betroffene Gebiete oder Konfliktzonen mit Stromausfällen versorgen, wie die Situation im Gazastreifen am 28. Oktober nach einem beispiellosen Luftangriff Israels.
Professor Ali Hajimiri, Mitglied des Caltech-Forschungsteams, beschreibt ihr Ziel: „Man könnte eine Struktur haben, die wie ein Teppich aussieht, sodass dieser ‚Teppich‘ ausgebreitet werden kann und Solarenergie aus dem Weltraum empfängt.“
Das Caltech-Team testet weiterhin die Fähigkeit, Solarenergie zu übertragen und zu empfangen, aber Professor Hajimiri sagte, es werde etwa ein Jahrzehnt dauern, bis ihre Idee in die Praxis umgesetzt werden könne.
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