Energieübertragung aus dem Weltall mittels Mikrowellen

Wissenschaft Physik
#1

Hallo Experten,

ich habe letztens wieder mal einen Beitrag gesehen, bei dem es um Pläne ging im Weltraum mittels Satelliten Solarenergie einzufangen und dann mittels Mikrowellen auf die Erde zu übertragen. (So ähnlich wie hier beschrieben.)

Abgesehen mal von Kosten und anderen noch ungelösten technischen Herausforderungen frage ich mich, ob es nicht extrem gefährlich wäre Energie mittels Mikrowellen zu übertragen.

Müsste dann nicht der gesamte Luftraum über dem „Empfängerfeld“ gesperrt werden und würde nicht jeder Vogel automatisch gekocht, wenn er durch den Strahl flöge. Ja würden nicht sämtliche Wassermoleküle in der Luft über dem Empfangerfeld durch die Mikrowellenstrahlen zum Schwingen angeregt und somit erhitzt (= Energieverluste plus Erderwärmung)?

Sicherlich hat man diese Fragen bei der Planung schon bedacht, wo ist also mein Denkfehler?

Gruß,
Sax

#2

Hallo Experten,

Hallo Laie,

ich lese aus deiner Frage eine Portion Skepsis. Und die ist auch angebracht.

Unser erster Kandesbunzler hatte solche naiven, aber praxisfernen Utopien, also ein Rohrleitungssystem über alle Schornsteine. Hielt ihn aber nicht ab, die Hand aufzuhalten. In der Weimarer Republik war er der bestbezahlte Oberbürgermeister des Reiches, in der nächsten der, der die Zukunft spaltete.

Und seine Erben waren natürlich bis Fukushima und natürlich danach nicht mehr für Kernenergie.

Sie schieben den Besitzenden die Milliarden zu, und gewähren keinen Cent Zuschuss zu einem modernen Kuhlschrank.

ich habe letztens …

Man liest viel, und auch manche Propaganda. Technisch ist die Energiewende kein Problem. Und ökologisch auch noch nicht, solange nicht eine seltene Ameisenart mal eben die Fläche Westeuropas blockiert.

Für jede Gruppe gibt es halt die passende Ablenkung. Wenn die einen durch Kernfusion abgelenkt werden, die anderen durch Utopien, die dritten durch Stammtischparolen, die vierten durch Überlegen und Abwägen, dann bleibt halt keiner mehr übrig, der unserer Regierung die Knarre an die Schläfe hält.

Gruß, Zoelomat

#3

Abgesehen mal von Kosten und anderen noch ungelösten
technischen Herausforderungen frage ich mich, ob es nicht
extrem gefährlich wäre Energie mittels Mikrowellen zu
übertragen.

Das hängt davon ab, wie hoch die Intensität der Strahlung ist. Wenn man sie über ein hinreichend großes Gebiet verteilt, dann hält sich die Gefahr in Grenzen.

Die Frage ist eher, warum man sich das Ganze überhaupt antun sollte. Da wird zunächst Sonnenenergie in elektrische Energie umgewandelt, dann weiter in Mikrowellen, die zur Erde abgestrahlt und dort wieder aufgefangen werden um sie am Ende wieder in elektrische Energie umzuwandeln. Warum stellt man die Solarzellen nicht einfach auf die Erde? Da erspart man sich zwei Energieumwandlungen und jede Menge Hardware.

Das Schlimmste an der Idee ist die Frage, wie man die Kraftwerke überhaupt in die Umlaufbahn bringen will. Wenn man sie von der Erde aus in All schießt, dann müssten sie eine extrem lange Laufzeit haben, um insgesamt mehr Energie zu liefern, als beim Bau hineingesteckt wurde. Verfügt man dagegen über die notwendige Infrastruktur, um sie im Weltall zu produzieren, dann macht es viel mehr Sinn, die Energie auch dort zu verbrauchen.

#4

Hallo,
es muss etwas her, dass ganz viele Steuern bringt, ganz viele Grosskonzerne beschaeftigt, ganz viel Wirtschaftwachstum erzeugt, sekundaer, wie sinnvoll oder gefaehrlich.
Wenn einfach jeder seinen Strom zu Hause machen wuerde, oder gar weniger benoetigt, nein das kanns nicht sein, dann lieber Fantastereien.
Gruss Helmut

#5

Servus,

Abgesehen mal von Kosten und anderen noch ungelösten
technischen Herausforderungen frage ich mich, ob es nicht
extrem gefährlich wäre Energie mittels Mikrowellen zu
übertragen.

Das hängt davon ab, wie hoch die Intensität der Strahlung ist.
Wenn man sie über ein hinreichend großes Gebiet verteilt, dann
hält sich die Gefahr in Grenzen.

Trotzdem muss ja eine gewissen Energie/Fläche übermittelt werden, allein schon um Verluste gering zu halten. Ich wollte da jedenfalls nicht in der Nähe wohnen oder arbeiten (oder mit dem Flugzeug durchfliegen).

Angeblich soll die Strahlenbelastung außerhalb der Empfangszentren so wie Handystrahlung sein, ich konnte aber nirgenwo etwas finden, wie hoch die Belastung innerhalb der Empfängerbereiche ist.

Die Frage ist eher, warum man sich das Ganze überhaupt antun
sollte. Da wird zunächst Sonnenenergie in elektrische Energie
umgewandelt, dann weiter in Mikrowellen, die zur Erde
abgestrahlt und dort wieder aufgefangen werden um sie am Ende
wieder in elektrische Energie umzuwandeln. Warum stellt man
die Solarzellen nicht einfach auf die Erde? Da erspart man
sich zwei Energieumwandlungen und jede Menge Hardware.

Nun im Weltall fallen die Verluste aufgrund von Wolken, Atmosphäre und Tag/Nacht weg (letzteres evtl. lediglich reduziert) und es gibt Berechnungen, dass dadurch so deutlich mehr Energie gewonnen werden kann als bei der zweimaliger Umwandlung wieder verloren ginge.

Das Schlimmste an der Idee ist die Frage, wie man die
Kraftwerke überhaupt in die Umlaufbahn bringen will. Wenn man
sie von der Erde aus in All schießt, dann müssten sie eine
extrem lange Laufzeit haben, um insgesamt mehr Energie zu
liefern, als beim Bau hineingesteckt wurde. Verfügt man
dagegen über die notwendige Infrastruktur, um sie im Weltall
zu produzieren, dann macht es viel mehr Sinn, die Energie auch
dort zu verbrauchen.

Die Kosten werden z.B. hier mit 2 Mrd. angegeben und scheinen sich in ähnlichem Rahmen wie herkömmliche Investitionen in Kraftwerke zu bewegen.

Gruß,
Sax

#6

Nun im Weltall fallen die Verluste aufgrund von Wolken,
Atmosphäre und Tag/Nacht weg (letzteres evtl. lediglich
reduziert) und es gibt Berechnungen, dass dadurch so deutlich
mehr Energie gewonnen werden kann als bei der zweimaliger
Umwandlung wieder verloren ginge.

Das glaube ich erst, wenn ich es sehe.

Die Kosten werden z.B. hier mit 2 Mrd. angegeben und scheinen
sich in ähnlichem Rahmen wie herkömmliche Investitionen in
Kraftwerke zu bewegen.

Selbst wenn die Solarzellen 20 % Wirkungsgrad haben und beim Transport zur Erde keine Energie verloren geht, bräuchte man für eine Gesamtleistung von 200 MW eine Fläche von 0,73 km². Wenn man von 15000 $/kg für den Transport in den GEO ausgeht (Ariane 5), dann kommt man mit 2 Mrd. $ auf maximal 133 t, also 180 g/m² allein für die Solarzellen. So viel bringt schon dickes Papier auf die Waage. Und darin sind die Strukturelemente und der Sender noch gar nicht enthalten. Das gesamte Kraftwerk wäre wesentlich schwerer, was nicht nur zu höheren Transportkosten, sondern auch zur Notwendigkeit führt, die Konstruktion in Einzelteilen ins All zu heben und dort zu montieren. Die dafür notwendige Avionik und möglicherweise sogar bemannte Flüge treiben die Kosten weiter in die Höhe. Und dabei rede ich bis hier hin immer noch allein vom Transport. Die Hardware muss ja erst einmal produziert werden, bevor man sie ins All schießt und das geht bei Weltraumtechnologie auch ganz schnell in die Milliarden.

Langer Rede kurzer Sinn: Bis 2016 ein weltraumgestütztes Solarkraftwerk mit einer Leistung von 200 MW für nur 2 Mrd. $ zu intallieren ist vollkommen illusorisch und selbst wenn es ginge, wäre es mit 10 Mill. $/MW immer noch teurer als ein erdgestütztes Solarkraftwerk.

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