Seit 7 Jahren befindet sich ein Solarpanel in der Umlaufbahn. Jetzt wissen wir, dass Photovoltaik-Farmen im All machbar sind

Dieses Konzeptbild zeigt den Satelliten AlSat-1N mit den neuartigen Solarzellen im Einsatz. (Bild: surrey.ac.uk)

Welcher Ort könnte besser dafür geeignet sein, die Kraft der Sonne in nutzbare Energie umzuwandeln als das All? Schließlich hat man im Vakuum des Weltraums im Gegensatz zur Erde nicht mit störenden Wetterphänomenen wie Wolken zu kämpfen und der Wartungsaufwand ist potenziell deutlich geringer.

Was nach einer guten Idee klingt, ist aber mit vielen praktischen Problemen verbunden. Einen bemerkenswerten Schritt in Richtung der Lösung einiger davon haben jetzt britische Forscher der Universitäten Surrey und Swansea gemacht (via Acta Astronautica).

Letztes Artikel-Update: Informationen zur möglichen Übertragung der Energie auf die Erde im letzten Abschnitt Wann könnte es so weit sein und wie kommt der Strom zu uns? ergänzt.

Was ist der Kern der Studienergebnisse? Es ist den Forschern des Centre for Solar Energy Research (CSER) der Uni Swansea gelungen, eine neue Solarzellentechnologie auf Basis besonders dünnen Cadmiumtellurids herzustellen und erfolgreich im Praxiseinsatz im All zu testen.

Gegenüber bisherigen weltraumtauglichen Photovoltaik-Lösungen sollen sie in mehreren Punkten Vorteile bieten, etwa mit Blick auf die Leistung pro Masseeinheit, die Kosten pro Watt und das Gewicht. Am 26. September 2016 wurden vier entsprechende Prototypenzellen in die Erdumlaufbahn gebracht.

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Erkenntnisse nach über 30.000 Erdumlaufbahnen

Ursprünglich war das Experiment auf einen Zeitraum von einem Jahr angelegt, mit Hoffnung auf maximal 18 Monate, in denen Daten gesammelt werden können. Doch mittlerweile läuft der Versuch nach über sechs Jahren immer noch erfolgreich.

Darüber zeigt sich auch Craig Underwood in einer Pressemitteilung sehr erfreut. Er ist emeritierter Professor für Raumfahrttechnik am Space Centre der Universität von Surrey und sagte zu dem bisherigen Verlauf des Experiment Folgendes:

Wir freuen uns sehr, dass eine Mission, die auf ein Jahr angelegt war, auch nach sechs Jahren noch funktioniert. Diese detaillierten Daten zeigen, dass die Paneele der Strahlung standgehalten haben und sich ihre Dünnschichtstruktur unter den rauen thermischen und Vakuumbedingungen des Weltraums nicht verschlechtert hat.

Wie diese Dünnschichtstruktur aussieht und dass sie ihren Namen zu Recht trägt, zeigt das folgende Bild:

Die neuartigen Solarzellen zeichnet unter anderem ihre hohe Flexibilität aus. (Bild: sciencedirect.com)

Es ist zwar zu einer Reduzierung der Effizienz gekommen, was die Forscher auf die Diffusion von Goldatomen aus den hinteren elektrischen Kontakten zurückführen. Sie gehen aber gleichzeitig davon aus, dass sich dieses Problem durch eine Weiterentwicklung der Technologie beheben lässt.

Insgesamt ziehen die Forscher deshalb ein größtenteils positives Fazit, zumal die flexible und leichte Technik der neuen Photovoltaik-Paneele für einen einfacheren Transport ins All bei geringeren Kosten sorgt. Underwood fasst es mit den folgenden Worten zusammen:

Diese [...] Solarzellentechnologie könnte zu großen, kostengünstigen Solarkraftwerken im Weltraum führen, die saubere Energie zur Erde zurückbringen – und jetzt haben wir den ersten Beweis dafür, dass die Technologie im Orbit zuverlässig funktioniert.

Wann könnte es so weit sein und wie kommt der Strom zu uns?

Im Abstrakt zu den Forschungsergebnissen ist davon die Rede, dass es eine realistische Aussicht auf weltraumgestützte Solarkraftwerke (space based solar power beziehungsweise SBSP) als Mittel zur Bereitstellung von vergleichsweise umweltschonenden Strom in den 2030er Jahren gibt.

Ob es bis dahin wirklich so weit kommt, bleibt abzuwarten. Ein Problem ist in diesem Zusammenhang auch die Übertragung der gewonnenen Energie auf die Erde, aber dafür gibt es ebenfalls bereits vielversprechende Lösungsansätze.

Einer davon besteht in Mikrowellen, wozu das California Institute of Technology (kurz Caltech) erst kurz Kurzem erfolgreich das sogenannte Maple-Experiment durchgeführt hat. Der Weg zu Solarfarmen im All, die im großen Stil Energie für die Erde liefern, dürfte aber immer noch weit sein.

Über interessante Studienergebnisse ganz anderer Art, die sich auf das Hier und Jetzt beziehen, erfahrt ihr im folgenden Artikel mehr:

Studie ermittelt, welches Getränk uns am meisten Flüssigkeit spendet: Wasser nicht einmal auf dem Siegertreppchen

von Jan Stahnke

Wie schätzt ihr die Forschungsergebnisse ein? Könnte es schon in den 2030er Jahren so weit sein, dass wir auf der Erde Energie aus groß angelegten Solarfarmen im All beziehen? Glaubt ihr stattdessen, dass es noch länger dauern wird? Oder steht ihr der Idee und ihrer Umsetzung generell so skeptisch gegenüber, dass ihr es für fraglich haltet, ob es überhaupt je dazu kommt? Diskutiert gerne mit!