Größte künstliche Sonne entsteht in Jülich

Von: Guido Jansen
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Kleine Schwester: In Köln gibt es eine künstliche Sonne. Die Jülicher Ausgabe soll mehr als zehn Mal so groß werden. Foto: Guido Jansen
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Einer der geistigen Väter der künstlichen Sonne in Jülich: Bernhard Hoffschmidt. . Foto: Guido Jansen

Jülich/Köln. Einen Teil der ersten künstlichen Sonne hat Bernhard Hoffschmidt damals in seiner Garage selbst gebaut. Das war vor 20 Jahren, zu Zeiten, als Hoffschmidt noch nicht Professor und Direktor am Institut für Solarforschung im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Köln war. Die neue künstliche Sonne, die das DLR im Jülicher Königskamp einrichten will, passt in keine Garage.

Sie soll die größte ihrer Art weltweit werden. Hoffschmidt geht davon aus, dass das Projekt Ende 2016, Anfang 2017 fertig ist. Rund sieben Millionen Euro soll die Forschungsanlage kosten, die kurz vor dem Startschuss steht.

Die künstliche Sonne besteht im Kern aus vielen Lampen, die ihre Strahlen auf einen Punkt bündeln können. 10.000 Kilowatt Energie pro Quadratmeter soll sie erzeugen können. Das ist 25-mal mehr als in einem herkömmlichen Kohle- oder Gaskraftwerk entsteht. Aber deutlich weniger als am Jülicher Solarturm, der in unmittelbarer Nachbarschaft der geplanten Forschungseinrichtung steht. „Beim Solarturm reden wir von Größen im Megawatt-Bereich“, sagt Hoffschmidt. Die riesige Fläche mit den Heliostaten, also den den vielen Spiegeln, die um den Solarturm herum stehen, ist quasi die letzte, größte Stufe der Forschung mit dem Sonnenlicht. Die größte künstliche Sonne der Welt soll der Zwischenschritt werden zwischen dem Labor und dem Experimentieren am Solarturm.

Vereinfacht gesagt, entwickelt das Institut für Solarforschung im Labor Materialien, die Energie aufnehmen und weiterleiten. Je feiner diese Materialschicht ist, desto höher ist der Wirkungsgrad. „Aber um so anfälliger ist das Material auch“, sagt Hoffschmidt. Es geht darum, den Mittelweg zu finden zwischen Anfälligkeit und Wirkungsgrad. Das passiert erst im Labor und mit Hilfe der künstlichen Sonne, die jetzt schon beim DLR in Köln steht. Sie besteht aus zehn Lampen. Die Ausgabe in Jülich soll über 120 haben, mit einem Gesamtdurchmesser von 15 Metern. Schon die kleine Sonne in Köln ist so hell, dass sie im Betrieb die Augen innerhalb weniger Sekunden unwiderruflich schädigen würde, wenn alle Schutzmaßnahmen missachtet werden. Die große Schwester in Jülich hat mehrere Vorteile. Sie ermöglicht eine realistische Schätzung für die große Dimension. „Wenn das Material hier funktioniert, dann können wir absehen, ob es im Solarturm klappt“, erklärt Hoffschmidt.

Die Jülicher Sonne bedeutet aber auch einen logistischen Fortschritt. Denn im Gegensatz zum Solarturm sind die Experimente nicht davon abhängig, dass die Sonne scheint. „Die Bedingungen sind immer gleich. Wir sind dann völlig unabhängig“, sagt der Solar-Experte. In Jülich entstehen also Laborbedingungen in größtmöglicher Dimension.

Und im Gegensatz zur kleinen Kölner Sonne kann die Jülicher Ausgabe ihre Strahlen aufteilen. Die Lampen sind verstellbar, sie können ihre Strahlen an verschiedenen Punkten bündeln. Weil die Jülicher Ausgabe drei Messapparaturen haben wird und nicht bloß eine, können die Forscher ein Experiment laufen lassen, während sie die anderen Versuche auf- oder abbauen. In Köln ist das gleichzeitig nicht möglich.

Für Jülich hat das Vorteile. Zum einen entstehen im Königskampf weitere wissenschaftliche Arbeitsplätze, die Stadt wäre um eine hoch-wissenschaftliche Anlage reicher. „Und die Stadtwerke können sich über einen guten Kunden freuen“, sagt Hoffschmidt. Denn damit die größte künstliche Sonne der Welt scheinen kann, braucht sie Energie, etwa 600 Kilowatt/Sekunde. Das entspricht etwa der Leistung, die sechs Autos mit 140 PS produzieren, wenn die Motoren mit Vollgas fahren.

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