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Start zum Bestrahlen von Energie aus dem Weltraum
Ein Startup versucht, Strom im Weltraum für die Nutzung auf der Erde zu erzeugen – eine alte Idee, die nie ausprobiert wurde, hauptsächlich weil sie zu teuer ist, aber auch weil die Leute befürchten, dass sie Vögel im Flug braten könnte.
Bildnachweis: Mafic Studios
Eine der größten langfristigen Herausforderungen bei Solarenergie ist, dass sie bei Bewölkung nicht gut funktioniert und nachts ganz aufhört. Die meisten vorgeschlagenen Lösungen haben mit der Speicherung von Sonnenenergie zu tun, aber ein exotischerer Weg, dieses Problem zu umgehen, das erstmals in den späten 1960er Jahren vorgeschlagen wurde, besteht darin, die Sonnenkollektoren an einem Ort aufzustellen, an dem die Sonne immer scheint. Der Strom würde dann in Form von elektromagnetischen Wellen, wahrscheinlich Lasern oder Mikrowellen, zur Erde zu einer bodengestützten Station übertragen werden, die dann über bestehende Übertragungsleitungen Strom an Kunden liefern könnte. Die Regierung hat über Jahrzehnte 80 Millionen Dollar ausgegeben, um diesen Ansatz zu untersuchen, aber bisher wurden keine Pilotanlagen gebaut.
Jetzt Solaren Corporation, ein Startup mit Sitz in Manhattan Beach, Kalifornien, versucht, die Idee auf den Weg zu bringen. Es arbeitet mit dem kalifornischen Versorgungsunternehmen Pacific Gas and Electric (PG&E) zusammen. was beabsichtigt einen Stromkaufvertrag mit dem Unternehmen abzuschließen. Wenn die Vereinbarung von den Regulierungsbehörden genehmigt wird, wird der Versorger ab 2016 200 Megawatt Strom von Solaren zu einem nicht genannten Preis kaufen – das heißt, wenn das Startup bis dahin ein System in den Weltraum bringen und funktionieren kann. Als Empfangsstation hat das Unternehmen bereits einen Standort in Kalifornien ausgewählt; Es wurde nicht genau gesagt, wo, aber es wird sich in der Nähe einer PG&E-Umspannstation befinden und keine Fernübertragungsleitungen benötigen.
Solaren hat nicht viele Details über das System veröffentlicht. CEO Gary Spirnak sagt, dass es konzeptionell dasselbe ist wie die Kommunikationssatellitentechnologie: Sie verwendet Sonnenkollektoren, um Strom zu erzeugen, der in Form von Radiowellen zur Erde gesendet wird, die von Antennen auf der Erde empfangen werden. In einem Fragen und Antworten von PG&E veröffentlicht, sagte er, dass das Design eine deutliche Abweichung von früheren Bemühungen darstellt und daher wirtschaftlich machbar ist. Das erste System wird angeblich 1.000 Megawatt erzeugen – etwa so groß wie viele konventionelle Kraftwerke. Für den Bau der Anlage muss das Unternehmen Milliarden von Dollar aufbringen. Im Moment hat es nur 10 Mitarbeiter.
Nach einem 2007 Prüfbericht (PDF) aus dem der Bundesregierung Nationales Büro für Weltraumsicherheit , weltraumgestützte Solarenergie ist heute unter anderem aufgrund von Fortschritten bei Solarzellen und Robotik für das Bauwesen technisch machbar. Aber die von ihr in Betracht gezogenen Designs wären viel zu teuer, um die Art von Allzweck-Grundlaststrom bereitzustellen, die Solaren verkaufen möchte. Stattdessen empfahl das Regierungsbüro, die ersten Systeme zu entwickeln, um Truppen auf vorgelagerten Militärstützpunkten mit Strom zu versorgen, da sich das Militär eine Prämie leisten kann. Derzeit müssen solche Stützpunkte für ihren Strom eine Größenordnung mehr bezahlen als die meisten Kunden. Der Strom könnte auch verwendet werden, um synthetische Kraftstoffe herzustellen, um Diesel und Kerosin auszugleichen, die in einem Kriegsgebiet 20 US-Dollar pro Gallone kosten können.
Schon damals stand der Bericht dem wirtschaftlichen Erfolg der ersten weltraumgestützten Kraftwerke skeptisch gegenüber. Allein die Raketenstarts könnten ein großes Problem darstellen: Der Bericht schätzt, dass für den Bau nur eines Kraftwerks 120 Starts erforderlich sind, während die USA nur etwa 15 pro Jahr starten (Stand 2007). Selbst mit dem [Department of Defense] als Ankermieter zu einem Preis von 1-2 USD pro Kilowattstunde … angesichts der Risiken der Einführung einer neuen, unbewiesenen Weltraumtechnologie und anderer wichtiger Geschäftsrisiken ist der Business Case für [space-based solar power] scheint im Jahr 2007 mit den derzeitigen Fähigkeiten (hauptsächlich Einführungskosten) immer noch nicht in der Nähe zu sein, heißt es in dem Bericht.
Solaren behauptet, diese Einführungskosten mit seinem neuen Design berücksichtigt zu haben. Es angeblich sein erstes Kraftwerk mit nur vier oder fünf Starts bauen kann.
Ein weiteres häufiges Anliegen ist die Sicherheit. Wird das Herabbeamen massiver Energiemengen Vögeln oder Flugzeugen schaden, die den Weg eines Strahls kreuzen? Oder was ist, wenn der Strahl nicht richtig ausgerichtet ist und seine Kraft mitten in eine Stadt schickt? Laut Regierungsbericht sind diese Bedenken unbegründet. In dem analysierten System würde die Intensität des Strahls ungefähr [ein Sechstel] des Mittagssonnenlichts betragen, wobei die Leistung über ein breites Antennenfeld absorbiert würde. Da die Mikrowellenstrahlung konstant ist und die Konversionseffizienz hoch ist, können sie mit wesentlich geringeren Dichten als Sonnenlicht abgestrahlt werden und liefern immer noch mehr Energie pro Landnutzungsfläche als terrestrische Sonnenenergie, die im Vergleich dazu nur etwa ein Viertel des Stroms erzeugt Zeit, heißt es in dem Bericht. Die Intensität wäre geringer als die Intensität von Mikrowellen, die nach Gerätenormen aus Mikrowellenherden austreten können, heißt es in dem Bericht. [Update: Dies scheint nicht korrekt zu sein. Wenn die Energie wirklich ein Sechstel der Energie der Sonne beträgt, wie exaerospaceace unten zeigt, wäre dies ungefähr das Dreifache der zulässigen Grenze für Mikrowellen. Aber ein Sechstel der Sonnenenergie klingt immer noch nicht allzu gefährlich. Natürlich kann die Sonne einige ziemlich böse Verbrennungen verursachen, wenn Sie zu lange darin bleiben. Am besten nicht unter dem Balken herumstehen.] Wenn der Balken über eine Stadt wandern würde, wären die Ergebnisse antiklimaktisch, heißt es in dem Bericht.
Aber selbst wenn Solaren das benötigte Geld aufbringen und die Menschen davon überzeugen kann, dass das System sicher ist, könnte es dennoch auf den Widerstand anderer Regierungen auf der ganzen Welt stoßen – zum Beispiel werden viele Regierungen besorgt sein, dass es als Waffe eingesetzt werden könnte. Die Komplexität der Aushandlung jeglicher internationaler rechtlicher und politischer Vereinbarungen, die für die Entwicklung von [weltraumgestützter Solarenergie] erforderlich sind, wird erhebliche Zeit (5-10 Jahre) erfordern, heißt es in dem Bericht.
Letztendlich empfiehlt der Bericht wegen der vielen Hindernisse für die Technologie, dass die Regierung eine Pilotanlage baut, um die Technologie zu demonstrieren, was darauf hindeutet, dass nur die Regierung die Ressourcen hat, um dies zu ermöglichen. Es heißt, dass sie später, wenn sich die Technologie bewährt hat und die Kosten für die Einführung sinken, wirtschaftlich rentabel sein könnte. Solaren scheint zu denken, dass es Wege zur Umgehung dieser Probleme gefunden hat. Es wird interessant sein zu sehen, was sie sich einfallen lassen. Im Moment ist es schwer, die Vereinbarung mit PG&E als mehr als cleveres Marketing für das Unternehmen und den Versorger zu sehen.
Bildnachweis: Mafic Studios