Warum die neuen Solarmodule der ISS mehr Strom liefern

Die Solarfläche reist als Rolle ins All

Eine Solarfläche soll im Betrieb möglichst viel Licht einfangen. Beim Raketenstart ist dieselbe Fläche vor allem sperrig. Die Lösung erinnert an eine Yogamatte. Für den Transport darf sie klein sein, ihren Platz braucht sie erst am Ziel. Die neuen Module lassen sich für den Transport kompakt aufrollen. Astronauten befestigen sie außen an der ISS, wo sie sich zu einer langen, flachen Solarfläche entfalten. Die Ausführung für die ISS heißt ISS Roll-Out Solar Array, kurz iROSA. [4]

Seitliche Träger aus Verbundmaterial wirken dabei wie gespannte Federn. Im aufgerollten Zustand speichern sie mechanische Energie. Beim Entfalten strecken sich die Träger und ziehen die flexible Solarfläche mit. Damit hat die gespeicherte Federenergie ihren Job erledigt. Sie entfaltet die Fläche bei der Montage. Im Betrieb trifft Licht auf die Solarzellen und setzt dort bewegliche elektrische Ladungen frei. Die Solarzellen sind zu Modulen verbunden und wandeln gemeinsam Licht in elektrische Energie um. [4] [5]

Warum mehr Leistung entsteht, obwohl ein Teil im Schatten liegt

Die neuen Solarflächen befinden sich vor Teilen der älteren Flächen. Dort nehmen sie den dahinterliegenden Zellen Licht weg. Andere Abschnitte der alten Anlagen bleiben frei und erzeugen weiterhin Strom. Das Stromsystem nutzt die Leistung beider Flächen. Die ausrollbaren Module sind bei vergleichbarer Leistung kleiner als die älteren. [3]

Für die Bilanz zählt daher, wie viel Leistung die neuen Flächen erzeugen und wie viel die alten durch die Verschattung verlieren. Wenn die neuen Flächen mehr beitragen, als die alten an Leistung einbüßen, steigt die Gesamtleistung. Man kann sich das als Rechnung mit zwei Posten vorstellen. Auf der Habenseite steht die Leistung der neuen Fläche, auf der Sollseite die Leistung, die der Schatten die alte Fläche kostet. Genau diesen Nettoeffekt beschreibt die NASA für die Modernisierung. Das letzte Modul vervollständigte die Anlage, die genannten rund 55 Kilowatt Zuwachs beziehen sich auf das gesamte Upgrade. [1] [3]

Was 215 Kilowatt aussagen

Kilowatt geben eine Leistung an. Sie beschreiben, wie viel elektrische Energie pro Zeiteinheit erzeugt oder benötigt werden kann. Kilowattstunden messen eine Energiemenge. Ein Gerät, das eine Stunde lang gleichmäßig ein Kilowatt aufnimmt, verbraucht eine Kilowattstunde. Läuft es nur eine halbe Stunde, bleibt seine Leistung bei einem Kilowatt, sein Verbrauch beträgt aber nur eine halbe Kilowattstunde. Die rund 215 Kilowatt sind die von der NASA genannte Erzeugungskapazität der modernisierten Anlage. Wie viel Energie an einem Tag zusammenkommt, hängt davon ab, welche Leistung über welche Zeit tatsächlich anliegt. [1] [7]

Die Station muss auch dann Strom haben, wenn sie durch den Erdschatten fliegt. In beleuchteten Abschnitten laden die Solarflächen die Batterien. Im Erdschatten liefern die Batterien Strom für die Station. Die Erzeugung durch Solarzellen und die Versorgung aus dem Speicher sind deshalb zwei getrennte Aufgaben. Die Batterien sind sozusagen die Powerbank der Station für die Zeit im Schatten. [3] [6]