Solarenergieprojekte werden nicht so sehr durch die Photovoltaik-Technologie eingeschränkt – diese funktioniert gut – sondern durch die Herausforderungen einer nachhaltigen, wetterunabhängigen Aufnahme von Solarenergie. Die Atmosphäre und die sich ständig ändernden Wetterbedingungen verringern die Effizienz der Solarenergieerzeugung erheblich. Selbst am klarsten, sonnigen Tag reduziert die Erdatmosphäre die Menge an Sonnenenergie, die PV-Zellen empfangen, um ein Drittel, und bei dichtem Nebel, Bewölkung oder nachts sinkt der Wirkungsgrad von PV-Zellen auf nahezu Null.
Die meisten dieser Probleme könnten durch Platzieren eines Solarkraftwerks in einer geostationären Erdumlaufbahn gelöst werden. Im Weltraum gibt es kaum Faktoren, die die Effizienz der Umwandlung von Sonnenlicht in Elektrizität beeinträchtigen: Es gibt keine Atmosphäre, keine Wolken, keine wechselnden Wetterbedingungen, weniger Staub, der PV-Zellen verschmutzt, und die Intensität der Sonnenstrahlung ist viel stärker.
Kosmische Energieprojekte
Mit Solarkraftwerken in einer Umlaufbahn außerhalb der Erdatmosphäre wird die Stromerzeugung viel effizienter als mit ähnlichen Solarstationen auf der Erdoberfläche. Im Weltraum werden Sonnenkollektoren 24 Stunden am Tag, sieben Tage die Woche, das ganze Jahr über kontinuierlich betrieben. Da es im Weltraum keine Atmosphäre gibt, arbeiten Sonnenkollektoren ein Drittel effizienter. Aufgrund fehlenden Tag-Nacht-Wechsels oder schlechten Wetters wird sich die Leistungskapazität mehr als verdoppeln. Außerdem bleiben die Sonnenpaneele perfekt auf die Sonne gerichtet. Somit wird ein Weltraum-Solarkraftwerk etwa zehnmal effizienter als sein Pendant auf der Erde.
Wie überträgt man Elektrizität auf die Erde?
Derzeit gibt es zwei Möglichkeiten, Elektrizität von einem Weltraum-Solarkraftwerk auf die Erde zu bringen: entweder mithilfe eines Lasers oder mit elektromagnetischen Wellen. Moderne Infrarotlaser weisen einen Wirkungsgrad von bis zu 50 Prozent auf. Die Qualität der PV-Zellen, die die Energie des Laserstrahls empfangen, hat sich ebenfalls erheblich verbessert. Module auf Basis von Galliumarsenid (GaAs) können die Hälfte der übertragenen Energie in Elektrizität umwandeln.
Die ersten geostationären Solarkraftwerke im Orbit werden zu einem technologischen Durchbruch, der die Möglichkeiten der praktischen Nutzung der Solarenergie aus dem Weltraum aufzeigt. Die industrielle Nutzung von Weltraum-Solarkraftwerken und die Lösung der Probleme der Übertragung der empfangenen Solarenergie auf die Erde würden das Problem der Stromversorgung aller Länder der Welt vollständig und nachhaltig lösen.