"China plans to build enormous solar array in space — and it could collect more energy in a year than 'all the oil on Earth'"
Ähem? Steht hier: livescience.com/space/space-ex…
Da sind ein paar Fehler drin. tl;dr Unfug.
Erstens: Die Solarkonstante im Erdorbit beträgt 1361 W/m^2. Davon kommen bei klarem Himmel 1000 auf dem Boden an. Auf "1/10" komme ich höchstens, wenn Tageszyklus und Bewölkung einrechne.
Zweitens: Ein Array von 1qkm empfängt 1361 x 10^6 = 1,3 GW. Mit einem optimalen Wirkungsgrad modernster Photovoltaik - <25% - sind das 325 MW elektrisch. Das ist lediglich ein mittelgroßes konventionelles Kraftwerk.
Davon gehen Verluste durch die Umwandlung und Sendung ab: Mikrowellen, Dämpfung durch die Atmosphäre, Rückumwandlung in Strom auf der Erde. Wirkungsgrad maximal 80%, wenn überhaupt. Bleiben 261 MW auf der Erde.
Wenn ich mich in orbitaler Mechanik nicht sehr irre, hat ein geostationärer Satellit auch einen Tag/Nacht-Zyklus. Wenn die Empfangsseite von der Sonne weg zeigt, verdeckt die Erde den Satelliten, weil der über dem Äquator stehen muss.
Mit etwas Geschick und wegen des Abstands liessen sich vermutlich mehr als 12 Stunden täglich nutzen, aber nicht mehr als 16 (müsste ich mal genau ausrechnen). Das sind 2/3. Gemittelte Leistung also 174 MW.
Heisst: Die theoretisch maximale Nettoleistung auf der Erde sind 261 MW *16 h/d = 4,2 GWh/d, das sind 1,533 TWh/a. Deutschland braucht 500 TWh/a.
Die Kraftwerke des Drei-Schluchten-Damms liefern (Wiki) 84 TWh/a, entspricht einer über ein Jahr gemittelten Leistung von 9,6 GW.
Für eine vergleichbare Leistung müssten 55 solcher Solar-Satelliten installiert werden - plus ihre jeweils quadratkilometergroßen Empfangsstationen. Die Strahlungsintensität im Empfangsgebiet sollte nur ein Bruchteil der natürlichen Sonnenstrahlung sein, sonst wird es ungemütlich.
Durch den Wirkungsgrad der Satelliten-PV sind wir eh bei 20%. Wäre das Empfangsfeld so groß wie der Satellit, kämen ca 340 Wel/m^2 an. Das ist nicht viel mehr, als ein PV-Modul liefert.
Stattdessen könnte also auch gleich PV + Speicher auf der Fläche installiert werden. Sehr viel billiger, wartbarer, ausbaufähig, mehrfach nutzbar (Agro-PV) - und grillt keine Tiere, Pflanzen oder Menschen im Mikrowellenstrahl.
Stephan Matthiesen
Als Antwort auf Jaddy • • •Nur eines: Der Tag-Nacht-Zyklus ist m.E. kein Problem. Bei geostationär ist der Abstand drei Erddurchmesser, also die Erde ist sehr weit weg und kann die Sonne nur für etwa eine Stunde am Tag bedecken, in der Realität meist gar nicht, weil Äquator und Bahnebene nicht in einer Ebene sind.
Die Solarzellen würden wohl rotieren und dann immer in die Sonne zeigen.
Stephan Matthiesen
Als Antwort auf Stephan Matthiesen • • •Wenn ich richtig rechne, dann müsste die Erde aus Sicht eines geostationären Satelliten etwa 18° Winkeldurchmesser haben: 2*arctan(1/6), wenn der Abstand (36000) ungefähr 6x der Erdradius (6000) ist.
15° entsprechen einer Stunde (1/24 Kreis), also zieht sie in etwas über einer Stunde vor der Sonne vorbei.
Oder?
Jaddy mag das.
Stephan Matthiesen
Als Antwort auf Stephan Matthiesen • • •Jaddy mag das.