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Wirtschaft Energie-Beamer

Sonnen-Strom aus dem Weltall soll Erde versorgen

Wirtschaftsredakteur
So könnte eine Solarfarm im All aussehen. Sie produziert Strom mit Photovoltaik-Zellen, die dort oben viel effizienter arbeiten als auf der Erdoberfläche, wandelt ihn in Mikrowellen oder Laserlicht um und „beamt“ ihn dann zielgenau an eine Empfangsstation auf der Erde, die dann wieder Strom aus den Wellen macht. In Japan hat Mitsubishi gerade im Versuch gezeigt, wie das geht So könnte eine Solarfarm im All aussehen. Sie produziert Strom mit Photovoltaik-Zellen, die dort oben viel effizienter arbeiten als auf der Erdoberfläche, wandelt ihn in Mikrowellen oder Laserlicht um und „beamt“ ihn dann zielgenau an eine Empfangsstation auf der Erde, die dann wieder Strom aus den Wellen macht. In Japan hat Mitsubishi gerade im Versuch gezeigt, wie das geht
So könnte eine Solarfarm im All aussehen. Sie produziert Strom mit Photovoltaik-Zellen, die dort oben viel effizienter arbeiten als auf der Erdoberfläche, wandelt ihn in Mikrowelle...n oder Laserlicht um und „beamt“ ihn dann zielgenau an eine Empfangsstation auf der Erde, die dann wieder Strom aus den Wellen macht. In Japan hat Mitsubishi gerade im Versuch gezeigt, wie das geht
Quelle: © Mafic Studios
In Japan haben Forscher erstmals eine große Menge Strom durch die Luft gebeamt. Nun träumen sie von einem neuartigen Kraftwerk: Gigantische Solarpanele im Orbit sollen die Erde mit Energie versorgen.

Worum geht es

Es gibt einen Ort, an dem Strom aus Fotovoltaik hocheffizient und gänzlich ohne Behinderung durch Wolken oder zu wenige Sonnenstunden produziert werden kann: das All. Allerdings ist das Problem, den Strom dann auch auf die Erde zu schaffen, ungleich größer als die Schwierigkeiten, die das Südlink-Projekt mit seiner geplanten Trasse von Nord- nach Süddeutschland hat.

Immerhin sind sie der Lösung in Japan nun ein bisschen nähergekommen, denn erstmals ist es auf einer Werft in Kobe gelungen, zehn Kilowatt Strom über eine Entfernung von 500 Meter zu „beamen“.

Zuerst wurden die zehn Kilowatt Strom in Mikrowellen umgewandelt, dann in einer Entfernung von 500 Metern von einem Empfänger wieder aufgefangen und in Strom zurückverwandelt. Dadurch konnten die Forscher LED-Lampen auf der Empfängerstation zum Aufleuchten bringen. Der Versuch fand unter Federführung von Mitsubishi Heavy Industries (MHI) statt. Neben Menge und Länge sei noch etwas anderes mit dem Versuch erreicht worden, jubeln die MHI-Forscher: Die Zielgenauigkeit der Steuerungstechnik sei bemerkenswert.

Japan und USA forschen seit Jahrzehnten

Die Übertragung ist in Abstimmung mit Japan Space Systems erfolgt, eine Stiftung, die vom japanischen Wirtschaftsministerium ins Leben gerufen wurde, um drahtlose Übertragungstechniken für Solarstrom zu entwickeln.

Die Testergebnisse seien ein weiterer Schritt auf dem Weg, die Technologie marktfähig zu machen, heißt es bei MHI. Zum einen könne sie dort zum Einsatz kommen, wo es zu gefährlich oder zu schwierig sei, feste Kabel zu legen. Sie könnte auch genutzt werden, um Offshore-Windstrom an Land zu „beamen“. Langfristig könne man sich auch vorstellen, dass E-Mobile drahtlos mit Strom versorgt werden.

Die Königsdisziplin für das Verfahren ist aber der Einsatz, um Energie aus dem Weltraum auf die Erde zu schaffen. Das Ziel: Gewaltige Fotovoltaiksatelliten im geostationären Orbit könnten in Zukunft die Energiesysteme der Erde entlasten. Japan steht schon lange hinter den Bemühungen, auf diesem Feld weiterzukommen. Auch in den USA wird schon seit den 1970er-Jahren an der Hochfrequenzübertragung von Strom aus dem All geforscht.

Das Prinzip: In einem Abstand von 36.000 Kilometer von der Erdoberfläche stehen Satelliten stets an der gleichen Stelle des Himmels, da sie im selben Tempo um die Erde kreisen, wie diese sich um sich selbst dreht. Dort oben besteht ferner ein ständiger, direkter „Blickkontakt“ zwischen Satellit und Sonne. Nahezu ohne Unterbrechung könnten die Solarpanele eines solchen Satelliten das Sonnenlicht einfangen, es zu Mikrowellen umwandeln und diese zur Erde schicken. Schlechtes Wetter spielt dabei keine Rolle, da die Mikrowellenstrahlung Wolken durchdringen kann.

Idee von Wernherr von Brauns Lehrer

Die Idee stammt aus den 1920er-Jahren vom deutschen Raumfahrtpionier Hermann Oberth, einem der Lehrer von Wernherr von Braun, und wurde 1968 von Peter Glaser konkretisiert. Der Exil-Tscheche, der in die USA geflüchtet war, entwickelte damals die Idee der Solar Power Satellites (SPS).

Sie sollten im geostationären Orbit Sonnenlicht mittels Fotovoltaik in Strom umwandeln, heißt es bei der Deutschen Raumfahrtgesellschaft. Auch der Pionier der Science-Fiction-Literatur, Isaac Asimov, spielte in einer seiner Robotergeschichten mit der Übertragung von Energie per Mikrowelle aus dem All auf die Erde.

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Wie hoch der Wirkungsgrad bei den Versuchen in Japan war, gab MHI nicht bekannt. Bei früheren Versuchen in den USA waren schon 84 Prozent erreicht worden. Im Jahr 2008 wurde zwischen den Inseln Maui und Hawaii bereits Solarstrom mittels Mikrowellen über eine Distanz von 148 Kilometern drahtlos übertragen.

Allerdings gab es sehr große Verluste bei der Überleitung – und es wurden nur 20 Watt auf die Reise geschickt. Doch dafür war nicht die Technik, sondern das geringe Budget verantwortlich, hieß es. Mit besseren, teureren Übertragungssystemen sei eine deutlich höhere Ausbeute möglich, ließ Managed Energy Technologies (MET) verlauten. Die Firma war für den damals geheimen Versuch verantwortlich.

Genug Strom, um einen Wasserkocher zu betreiben

Allerdings scheint es entsprechende weitere Versuche seit 2008 nicht gegeben zu haben – oder sie unterliegen wieder der Geheimhaltung. Dafür schaffte es die japanische Raumfahrtagentur Jaxa nur einen Tag vor dem „Großbeamprojekt“ in Kobe, 1,8 Kilowatt Strom über eine Distanz von 50 Metern zu senden.

Immerhin genug Saft, um einen Wasserkocher zu betreiben. „Das war das erste Mal, dass es geglückt ist, eine hohe Leistung von Strom von fast zwei Kilowatt in Form von Mikrowellen an ein kleines Ziel zu übermitteln“, so ein Jaxa-Sprecher.

In Kalifornien sah es schon vor sechs Jahren so aus, als ob der Strom aus dem All gemachte Sache wäre: Der Strom- und Gasanbieter des US-Bundesstaats, die Pacific Gas & Electric Company (PG&E), hatte ein Abkommen mit der kalifornischen Firma Solaren getroffen, in dem sich das Start-up-Unternehmen verpflichtet, PG&E ab 2016 mit Solarenergie aus dem All zu versorgen. Südwestlich von San Francisco, in Fresno County, sollen die Mikrowellen aus der Umlaufbahn gesammelt werden.

Vorgesehen ist, kontinuierlich 200 Megawatt zu liefern. Das würde reichen, um 150.000 amerikanische Haushalte zu versorgen. Es sollte das erste kommerzielle im All basierte Fotovoltaiksystem werden – „space-based solar power“ (SBSP) nennt man das in Kalifornien. Aber mittlerweile ist klar, dass das Ziel nicht mehr zu halten ist. Ende 2014 wurde bekannt, dass das Lieferdatum „auf das Ende des Jahrzehnts“ verschoben wurde. Man darf annehmen, dass das aktuelle Jahrzehnt gemeint ist.

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