In der Abend- und Morgendämmerung: Weltraumreflektoren sollen künftige Solarparks beleuchten!
Reflektoren, die die Erde im richtigen Winkel umkreisen, könnten die Stromerzeugung künftiger Solarparks steigern.
Kilometergroße Reflektoren, die die Erde umkreisen, könnten die Leistung künftiger großer Solarparks verbessern, indem sie zusätzliches Sonnenlicht in der Morgen- und Abenddämmerung reflektieren und den Weg zum Netto-Nullpunkt beschleunigen, so die Luft- und Raumfahrtingenieure der University of Glasgow.
Ausgefeilte Computersimulationen werden den Ingenieuren dabei helfen, den effektivsten Weg zu finden, Sonnenreflektoren in der Umlaufbahn einzusetzen, um zusätzliche Energie zu erzeugen, selbst wenn die Sonne untergegangen ist. Ihre Arbeit wurde als Preprint in der Zeitschrift Acta Astronautica veröffentlicht.
Strategische Platzierung
"Solarenergie hat das Potenzial, einer der Schlüsselbeschleuniger in unserem Wettlauf zur Netto-Null-Energieversorgung zu sein und uns dabei zu helfen, die globalen Auswirkungen des Klimawandels zu mildern, indem wir unsere Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen verringern", sagt Dr. Onur Çelik von der James Watt School of Engineering der Universität. "Die Preise für Solarmodule sind in den letzten Jahren rapide gefallen, was ihre Verbreitung beschleunigt und den Weg für die Installation großer Solarparks auf der ganzen Welt geebnet hat.
"Eine der größten Einschränkungen der Solarenergie ist natürlich, dass sie nur während der Tageslichtstunden erzeugt werden kann. Die Aufstellung von Solarreflektoren in der Erdumlaufbahn würde dazu beitragen, die Effektivität von Solarparks in den kommenden Jahren zu maximieren. Durch die strategische Platzierung neuer Solarparks an Standorten, die das meiste zusätzliche Sonnenlicht von den Reflektoren erhalten, könnten sie noch effektiver werden."
Modelle haben gezeigt, dass durchschnittlich zwei Stunden zusätzliches Sonnenlicht pro Tag zu den Solarparks reflektiert werden könnten, wenn 20 hauchdünne Reflektoren in eine Umlaufbahn in 1.000 Kilometer Entfernung von der Erdoberfläche gebracht würden. Dadurch könnten zusätzlich 728 MWh Strom erzeugt werden, was der Errichtung eines zusätzlichen großen Solarparks auf der Erde entspricht, allerdings ohne die damit verbundenen Kosten.
Die Reflektoren würden sich in einer Walker-Konstellation in der Nähe der Terminatorlinie der Erde befinden - der Grenze, an der das Tageslicht auf der einen Seite des Planeten in die Nacht auf der anderen Seite übergeht. Solche Konstellationen werden in Satellitenkommunikationssystemen verwendet, um eine gleichmäßige Kommunikation mit der Erdoberfläche zu gewährleisten. Die Anordnung der Reflektoren wurde durch einen Algorithmus bestimmt, der sicherstellen sollte, dass sie so ausgerichtet sind, dass sie die Sonnenstrahlen am effektivsten einfangen, um so das zusätzliche Sonnenlicht zu maximieren, das am frühen Morgen und am späten Abend in die Solarkraftwerke reflektiert wird.
Aufbauend auf einer alten Idee
"Die Idee von Sonnenreflektoren in der Umlaufbahn ist nicht neu - sie geht sogar dem Weltraumzeitalter voraus, denn die Idee, Städte mit Licht aus dem Weltraum zu beleuchten, wurde erstmals in den späten 1920er Jahren diskutiert", sagt Professor Colin McInnes, leitender Forscher bei SOLSPACE, einem von der Universität Glasgow geleiteten und vom Europäischen Forschungsrat unterstützten Forschungsprojekt.
"Weltraumreflektoren wurden jedoch nur einmal in den frühen 90er Jahren demonstriert, als ein 20 Meter langer Aluminiumfolienreflektor von der russischen Mir-Raumstation freigesetzt wurde, um das Sonnenlicht zurück zur Erde zu reflektieren.
Die Orbitalreflektortechnologie ist der Schlüssel zu dem Ziel des SOLSPACE-Projekts, globale saubere Energiedienstleistungen zu liefern, so McInnes. "Die Bewältigung der Herausforderungen des Klimawandels erfordert große Ideen. Dies ist zweifellos eine große Idee, aber sie baut auf Technologien auf, die bereits gut bekannt sind, und Computermodelle wie das unsere zeigen, wie sie in größerem Maßstab eingesetzt werden könnten. Darüber hinaus eröffnen die sinkenden Kosten für den Start von Nutzlasten in den Weltraum ganz neue Möglichkeiten für die Zukunft."