Das Übertragen von Sonnenenergie könnte Europa helfen, mehr erneuerbare Energien auf unabhängige Weise zu nutzen. Airbus hat nun in seiner X-Works Innovation Factory demonstriert, wie dieses neue technologische Konzept funktionieren könnte.

The Airbus Power Beaming Demonstrator – Wie funktioniert er?

Alles ist beleuchtet, Daumen hoch. Jean-Dominique Coste, Yoann Thueux und ihre Kollegen haben Entscheidern aus Politik und Wirtschaft das Innenleben eines neuen Energiekonzepts gezeigt, das bisher nur eingefleischte Technik-Experten auf dem Radar hatten: Power Beaming.

Das zugrundeliegende Prinzip ist ganz einfach, erklärt Jean-Dominique Coste, der für diese von den Airbus-Abteilungen Central Research & Technology und Blue Sky vorangetriebene Technologie verantwortlich ist: “Das Potenzial der Technologie besteht darin, Sonnenlicht einzufangen und es dann drahtlos zu übertragen.” Auf der Erde würde diese Sonnenenergie dann Städte, Fabriken, Haushalte und schließlich auch Flugzeuge mit Strom versorgen.

Neue Energienetze am Himmel

Nicht zuletzt aus diesem Grund, so Coste, könnte Power Beaming Europa und anderen Teilen der Welt ein enormes Potenzial bieten, um erneuerbare Energiequellen zu erschließen und einen Beitrag zu dem Ziel zu leisten, bis 2050 kohlenstofffrei zu sein. “Power-Beaming-Technologien würden die Schaffung neuer Energienetzwerke im Himmel ermöglichen und könnten zur Lösung des Energieproblems beitragen”, so Coste. “Sie würden die Länder in die Lage versetzen, ihre Energie vollständig zu kontrollieren und dort zu verteilen, wo sie benötigt wird, und zwar unabhängig.

Die Demonstration in der X-Works Innovation Factory von Airbus am 27. September 2022 war ein Erfolg, wenn auch in kleinerem Maßstab: Coste, Thueux und ihre Kollegen übertrugen mit Hilfe von Mikrowellen grüne Energie zwischen zwei Punkten, die den “Weltraum” und die “Erde” repräsentieren, über eine Entfernung von 36 Metern, produzierten grünen Wasserstoff und erweckten eine Modellstadt zum Leben. “Nachdem wir die wichtigsten Bausteine eines künftigen weltraumgestützten Solarenergiesystems zum ersten Mal in kleinem Maßstab erfolgreich getestet haben, sind wir nun bereit, Power Beaming auf die nächste Stufe zu heben”, sagt Yoann Thueux.

Die Vorführung war zweifellos ein Erfolg, aber wie wird die Technologie im wirklichen Leben funktionieren? “Wir prüfen eine Reihe von Konzepten”, erklärt Thueux. Eines ist jedoch schon jetzt klar: Wenn Satelliten das Sonnenlicht einfangen sollen, müssten sie einen Durchmesser von etwa 2 Kilometern haben, um die gleiche Leistung wie ein Kernkraftwerk zu erreichen.”

Unabhängige und nachhaltige Energieversorgung rund um die Uhr

Die Vorteile der Sonnenenergiegewinnung im Weltraum liegen auf der Hand, sagt Thueux: “Außerhalb der Erdatmosphäre steht das Sonnenlicht unbegrenzt zur Verfügung, nicht nur tagsüber und bei gutem Wetter wie auf der Erde, außerdem ist es etwa 50 Prozent intensiver.” In einer geostationären Umlaufbahn, etwa 36.000 Kilometer über der Erde, kann ein Solarpanel von der gleichen Größe wie auf der Erde deutlich mehr Strom erzeugen.

Der gesammelte Strom würde sicher und kontrolliert über ein großes Gebiet abgestrahlt. Zurück auf der Erde würde eine große Anzahl von Antennen, die über ein weites Gebiet, sogar vor der Küste, verteilt sind, die Strahlen auffangen und die Energie würde wieder zur Stromerzeugung zusammengeführt werden. “Die Strahlen durchdringen problemlos Wolken, so dass der Energieverlust minimal ist. Außerdem kann die Technologie so ausgelegt werden, dass Vögel oder Menschen in Flugzeugen nicht zu Schaden kommen”, versichert Coste. Darüber hinaus ist keine komplexe und kostspielige Bodeninfrastruktur, wie z. B. Kraftwerke, Pipelines oder Kabel, erforderlich, um den Strom auf der Erde zu verteilen. Auch das übernimmt das Power Beaming.

Coste schätzt, dass die nivellierten Energiekosten denen von großen Energieprojekten auf der Erde wie Kernkraftwerken, Ölplattformen und großen Anlagen für erneuerbare Energien entsprechen würden. Die Kosten würden jedoch aufgrund von Skaleneffekten sinken, wenn mehr Kraftwerke gebaut werden. Ein geostationärer Solarpark würde etwa 2 Gigawatt Strom erzeugen – das entspricht einem großen fossilen oder nuklearen Kraftwerk auf der Erde.

Power Beaming: in 10 Jahren Realität?

Anfang der 2030er Jahre könnten die ersten Power-Beaming-Prototypen in Betrieb sein. Aber es gibt noch viel zu tun. Ein wichtiger Forschungsbereich ist die Gesamteffizienz: So viel Energie wie möglich aus dem zu gewinnen, was man sich zunutze macht. “Wir plädieren für einen schrittweisen Ansatz, um das System zu skalieren: vom Boden über Luftsysteme bis hin zum Weltraum”, erklärt Jean-Dominique Coste und fügt hinzu: “Dies könnte in der Tat ein Wendepunkt für Flugzeuge sein, mit dem Potenzial, die Reichweite zu vergrößern, das Gewicht zu reduzieren, aber auch Energie an andere Orte weiterzuleiten und Energie wie Daten zu verwalten. Dies hat im Energiesektor großes Interesse geweckt. Letztendlich wird dies eine gemeinsame Anstrengung mit Institutionen und der Energiebranche sein.

Quelle: https://www.airbus.com/en/newsroom/news/2022-09-solar-power-beams-a-step-towards-cleaner-energy

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