Ein Team der Xidian-Universität unter der Leitung des Akademikers Duan Baoyan hat ein System zur drahtlosen Energieübertragung im Kilowatt-Bereich über eine Distanz von mehr als 100 Metern vorgestellt – ein wichtiger, wenngleich vorerst terrestrischer Meilenstein im Rahmen des Projekts „Zhuri“ („Jagd nach der Sonne“).
Eine Forschergruppe der Xidian-Universität hat signifikante Fortschritte bei ihrem Projekt zur weltraumbasierten Solarenergie verkündet. Im Zuge der „Zhuri“-Initiative wurde ein bodengebundenes Verifikationssystem geschaffen, das mittels Mikrowellen Energie simultan an mehrere bewegliche Ziele übertragen kann. Dies stellt einen der bisher konkretsten Tests jener Technologien dar, die für künftige orbitale Solarkraftwerke notwendig sind.
Das System demonstrierte bereits die Übertragung von 1180 Watt über eine Distanz von etwa 100 Metern, wobei ein DC-DC-Wirkungsgrad von 20,8 % und eine Strahlerfassungseffizienz von 88 % erreicht wurden. In einem weiteren Experiment versorgte die Anlage eine Drohne, die mit 30 km/h in 30 Metern Entfernung flog, stabil mit 143 Watt. Diese am 18. und 19. Mai 2026 bekannt gegebenen Ergebnisse markieren einen Fortschritt bei den Schlüsseltechnologien für ein Vorhaben, das langfristig die Stationierung eines riesigen Solarkraftwerks in der geostationären Umlaufbahn vorsieht.
Aktueller Projektstatus. Hierbei handelt es sich um ein bodengestütztes Verifikationssystem und nicht um einen Prototyp für den Orbit. Die Forschungsarbeiten an der Universität laufen bereits seit einigen Jahren: So wurde im Jahr 2022 ein 75 Meter hoher Teststand errichtet. Die aktuelle Phase umfasst ein optimiertes System mit Funktionen zur Mehrpunktübertragung und einer gesteigerten Genauigkeit bei der Strahlnachführung. Bis zur tatsächlichen Umsetzung im Weltraum und der Energieübertragung zur Erde über Tausende von Kilometern bleibt es ein weiter Weg: Die Planungen sehen einen Megawatt-Demonstrator im Orbit für das Jahr 2030 sowie noch größere Anlagen zu einem späteren Zeitpunkt vor.
Funktionsweise. Orbitale Solarpaneele werden Energie fast ununterbrochen sammeln, ohne durch die Atmosphäre oder die Nachtphasen beeinträchtigt zu werden. Der gewonnene Strom wird in Mikrowellen umgewandelt, die als gebündelter Strahl auf Empfangsantennen am Boden (Rectennen) gerichtet und dort wieder in elektrische Energie zurückverwandelt werden. Die wesentlichen Neuerungen des aktuellen Tests liegen in der präzisen Strahlsteuerung, der Minimierung von Verlusten und der Unterstützung mehrerer mobiler Empfänger. Damit hebt sich das System von früheren Laborexperimenten ab, bei denen die Entfernungen geringer und die Leistungen niedriger waren.
Zentrale Herausforderungen. Trotz der erzielten Fortschritte bleiben gewaltige Hürden bestehen.
Erstens die Skalierbarkeit: Der Übergang von 100 Metern auf der Erde zu 36.000 Kilometern im geostationären Orbit erfordert eine extrem exakte Ausrichtung des Strahls auf Ziele, die sich relativ zur Erdoberfläche bewegen.
Zweitens die Effizienz: Ein DC-DC-Wirkungsgrad von 20,8 % auf kurze Distanz bedeutet, dass die Verluste auf tatsächlichen Einsatzentfernungen deutlich höher ausfallen werden, wodurch die wirtschaftliche Rentabilität des Systems noch ungewiss ist.
Drittens die Sicherheit: Die starken Mikrowellenstrahlen müssen so konzipiert sein, dass sie keine Gefahr für den Flugverkehr, die Vogelwelt oder Menschen im Empfangsbereich darstellen.
Viertens die Kosten für den Transport und den Betrieb der gigantischen Konstruktionen im All sowie regulatorische und völkerrechtliche Fragen bezüglich der Nutzung orbitaler Ressourcen und Frequenzen für den Energietransport.
Vergleich mit Alternativen. Die von China favorisierte Mikrowellenübertragung gilt im Vergleich zur Lasertechnik als „reifer“: Sie kann die Atmosphäre bei bestimmten Frequenzen besser durchdringen und reagiert unempfindlicher auf Witterungseinflüsse. Lasergestützte Systeme ermöglichen hingegen den Einsatz kleinerer Empfangseinheiten. Verglichen mit terrestrischer Photovoltaik inklusive Speichersystemen bietet die Weltraumvariante zwar eine konstante Energieerzeugung, erfordert jedoch massive Investitionen. Kleine modulare Reaktoren (SMR) oder bodengebundene erneuerbare Energiequellen mit Speichern wirken für die kommenden Jahrzehnte derzeit noch realistischer.
Perspektiven. Der aktuelle Test stellt eine wichtige technologische Demonstration dar, die den Fortschritt bei der Steuerung von Mikrowellenstrahlen und der Mehrpunktübertragung bestätigt. Er bringt China der Möglichkeit näher, „orbitale Ladestationen“ für Satelliten und perspektivisch auch für die Erde zu entwickeln. Dennoch müssen auf dem Weg von Kilowatt-Leistungen am Boden bis hin zu kommerziellen Gigawatt-Anlagen im Orbit noch zahlreiche technische und wirtschaftliche Etappen bewältigt werden. Die nächsten logischen Schritte sind die Ausweitung der Bodentests, die Optimierung der Ausrichtungsgenauigkeit über größere Distanzen und die Vorbereitung auf orbitale Experimente. Das Projekt bleibt eines der ambitioniertesten Vorhaben der weltweiten Weltraumenergetik, doch seine praktische Umsetzung wird Zeit und erhebliche Ressourcen erfordern.
