Ueberschlag

Fregin schrieb am 25.08.2021 09:27:

PV-Anlagen sind im All *immer* effizienter als am Boden. Es gibt schließlich keine Atmosphäre, die Licht absorbiert oder reflektiert. Es gibt keine Wolken, die sie beschatten. Und man kann sie immer ideal zur Sonne ausrichten. Der größte Vorteil ist aber, dass man keine wertvolle Fläche auf der Erde benötigt. Kann das wirklich so ineffizient sein, dass es unsinnig wird?

Ueberschlagen wir einfach mal:

Lt. Artikel geht zwei mal 1/3 verloren, bleiben 2/3*2/3 = 4/9 bzw. gut 44% wenn man auf der Erde statt im All PV positioniert. Der Gewinn ist also theoretisch schon nur bei Faktor ~2,3, realistisch viel niedriger, da man durch Umwandlung und Transport zur Oberflaeche und dortige Rueckwandlung auch wieder Verluste hat.

Lt. Wiki kostet 1 kg Nutzlast in eine geostationaere Umlaufbahn mit Falcon (mit Abstand am billigsten) 5.620 $.
Ein modernens Standard-PV-Modul wiegt ca. 20 kg und leistet 375 Wp unter Normbedingungen. Selbst unter der Annahme dass man das fuers All natuerlich auf Gewicht optimieren wuerde (da ist ja noch Glas und Alurahmen dabei) haben die Zellen selbst auch Eigengewicht und brauchen trotzdem Rahmenkonstruktion. Nehme ich nur die Haelfte der Masse, 10 kg, sind das immer noch >50.000 $. Und da sind die Material- und Herstellungskosten noch gar nicht dabei, von den Wandlern und Sendeeinrichtungen fuer Mikrowellentechnik ganz zu schweigen.

Fuer die 50.000 $ kann man auf der Erde locker 50 kWp aufbauen, je nach Standort erntet man damit im Jahr 50-90 MWh (wegen Jahreszeiten und Tag/Nacht).
Im All haben wir jetzt theoretisch irgendwas um 850 Wp. Dann aber noch viel mehr Vollaststunden weil die Sonne immer drauf scheint, macht knapp 7,5 MWh.

Weiteres Problem: wenn das Teil 24/7 beschienen wird, wo geht die Abwaerme (80% der Einfallenden Energie, also >4 kW Waerme pro Modul) hin? Die ISS hat grosse Radiatoren, die die Hitze wieder abstrahlen. Kostet wieder Platz, Nutzlast, Material und Geld. Die Temperatur sollte schon recht niedrig gehalten werden, da die Zellen mit jedem K an Wirkungsgrad verlieren.

Wir haben mehr als genug Flaeche auf der Erde die bereits versiegelt ist und auf der solare Energie zusaetzlich genutzt werden kann. Da sind die Kosten laengst bei <5ct/kWh. Wenn es um Platz geht konkurriert der Mikrowellenspass hiermit.

Wenn es um Geld geht konkurriert das mit Freiflaechen, und da bewegen wir uns eher auf 1ct/kWh zu. Und brachliegendes Land gibt es auch genug.

Dass man pro Zelle viel mehr Energie rausbekommt ist unbestritten. Es ist aber laengst so dass die Zellen bei den Gestehungskosten relativ unwichtig sind. Das Optimieren der Energie/Zelle ist seit vielen Jahren vorbei, sieht man auch daran dass man frueher Nord- und sogar Ost- und Westdaecher nicht belegt oder teuer aufgestaendert hat um pro Modul den Ertrag zu optimieren. Heute belegt man diese Flaechen einfach dachparallel, weil die Modulflaeche wenig kostet und so mehr Energie pro eingesetzter Kosten genutzt werden kann. Da erscheint es doch reichlich absurd, Zellen ins All transportieren zu wollen.

Wenn es darum geht, andere Objekte im Orbit zu versorgen kann das anders sein, aber ich wage mal die Behauptung, dass das Thema fuer die irdische Energieversorgung genau dieselbe Rolle spielen wird wie Fusionsreaktoren: keine.