Das olympische Feuer entzünden, im Weltraum Strom erzeugen ... wie viele Überraschungen gibt es in der Solarenergie, die Sie nicht kennen?

Rezensionsexperte: Qian Hang, Experte für Luft- und Raumfahrtwissenschaften der First Academy of China Aerospace Science and Technology Corporation

Am 27. Juli Pekinger Zeit (26. Juli Ortszeit) werden die 33. Olympischen Spiele in Paris, Frankreich, eröffnet. Nach einem Jahrhundert wird das olympische Feuer in der romantischen Stadt erneut entzündet.

Wenn man auf die Geschichte des olympischen Feuerlaufs zurückblickt, konnte man am 17. April die Flamme der Olympischen Spiele in Paris erfolgreich am Geburtsort der olympischen Bewegung einsammeln, dem antiken Olympia auf der Halbinsel Peloponnes in Griechenland. Am 14. Juli wurde das olympische Feuer nach Paris überbracht.

Sammlung der Olympischen Flamme Quelle: Nachrichtenagentur Xinhua

Die Sonne und die olympische Flamme

Die Flammenzeremonie fand im antiken Olympia in Griechenland statt, dem Austragungsort der ersten Olympischen Spiele der Antike. Die Olympische Flamme verbindet die Olympischen Spiele der Antike mit den Olympischen Spielen der Neuzeit. Die olympische Flamme ist seit der Antike ein Symbol des Friedens und der Freundschaft. Es repräsentiert auch die positiven Werte der Menschen, die unter dem Symbol des Feuers eng vereint sind.

Am 16. April 2024 hielt bei der Zeremonie zur Entzündung des Olympischen Feuers in Paris eine Schauspielerin, die die Rolle einer Priesterin spielte, eine Feuerdose in der Hand. Quelle: Nachrichtenagentur Xinhua

Im Gegensatz zur künstlichen Zündung wird das Feuer durch Sonnenlicht gewonnen, um die Reinheit des heiligen Feuers zu demonstrieren. Der Sammelvorgang ist sehr einfach: Mithilfe eines konkaven Spiegels wird das Sonnenlicht gebündelt und der Film auf der Sammelfackel entzündet. Vor Beginn der Feuerzeremonie findet eine Probe statt. Das während der Probe gesammelte Feuer wird für den Fall schlechter Wetterbedingungen am Tag der Feuersammelzeremonie aufbewahrt. Die Enthüllung der Olympischen Flamme in Paris erfolgte bei bewölktem Himmel.

Am 15. April 2024 gerät Mary Mina (vorne links), die die Hohepriesterin spielt, während der Probe zur Flammenzeremonie für die Olympischen Spiele in Paris in Brand. Quelle: Nachrichtenagentur Xinhua

Die Schauspielerin Marie Mina, die die Rolle der Hohepriesterin spielt, entzündet während der Zeremonie zur Entzündung des olympischen Feuers in Paris die Fackel an der brennenden Zunderbüchse. Quelle: Nachrichtenagentur Xinhua

Die Sonne und der Hohlspiegel

Der Schlüssel zur olympischen Flamme ist Feuer. Im Hohlspiegel gibt es kein Feuer. Wie können wir also Feuer erzeugen, um die Fackel anzuzünden? Warum müssen wir trotz eines Hohlspiegels bei den Proben Wetterfaktoren berücksichtigen und Feuer vorbereiten?

Dazu muss man über den subtilen Zusammenhang zwischen Sonnenlicht und konkaven Spiegeln sprechen.

Ein Hohlspiegel, also ein konkaver Parabolspiegel, dient der Fokussierung von Licht. Eine Parabel hat eine wichtige Eigenschaft: Gerade Linien, die parallel zur Symmetrieachse verlaufen, laufen im Brennpunkt der Parabel zusammen, nachdem sie von der Parabel reflektiert wurden.

Die Innenseite der Parabel, die die olympische Flamme auffängt, ist mit einer reflektierenden Schicht überzogen. Wenn es der Sonne zugewandt ist, ist das Sonnenlicht parallel zur Symmetrieachse der Parabel. Nachdem das Sonnenlicht von der Parabel reflektiert wurde, konzentriert es sich im Brennpunkt der Parabel, wodurch die Temperatur im Brennpunkt sehr hoch wird und ausreicht, um den Zündpunkt des Brennbrennstoffs zu erreichen. Die Priesterin platzierte die Fackelöffnung im Brennpunkt des Hohlspiegels, sodass das reflektierte Sonnenlicht die Fackel entzündete.

Die Parabel kann parallele Lichtstrahlen reflektieren und im Brennpunkt bündeln. Umgekehrt werden auch die von der im Brennpunkt platzierten Lichtquelle ausgesandten Lichtstrahlen nach der Reflexion an der Parabel zu parallelen Lichtstrahlen . Beispielsweise verfügen die von uns üblicherweise verwendeten Taschenlampen, Autoscheinwerfer und Suchscheinwerfer alle über parabolisch reflektierende Oberflächen.

Was kann die Sonne sonst noch?

Das Erste, was jedem in den Sinn kommt, ist wahrscheinlich die Stromerzeugung durch Solarenergie.

Die Stromerzeugung durch Solarenergie ist eine Methode zur Stromerzeugung, bei der Sonnenstrahlungsenergie durch Wasser oder andere Medien und Geräte in elektrische Energie umgewandelt wird. Derzeit gibt es zwei grundlegende Möglichkeiten: die Stromerzeugung durch Solarthermie und die Stromerzeugung durch Photovoltaik.

Solarthermische Stromerzeugung

Bei der Stromerzeugung durch Solarthermie handelt es sich um den Prozess, bei dem zunächst Sonnenstrahlung in Wärmeenergie umgewandelt wird und diese Wärmeenergie dann nach einem bestimmten Stromerzeugungsverfahren in elektrische Energie umgewandelt wird.

Dabei wird tatsächlich auch das parabolische Fokussierungsprinzip eines Hohlspiegels ausgenutzt. Von einer parallelen Achse einfallendes Licht wird nach der Reflexion durch die Parabel auf einen Brennpunkt fokussiert. Wenn ein Gerät, das Energie empfängt, im Brennpunkt platziert wird, können hohe Temperaturen entstehen. Bei Vorhandensein einer Hochtemperatur-Wärmequelle ist die Erzeugung von Elektrizität möglich.

Derzeit wird die Technologie zur Stromerzeugung mit Solarthermie im Wesentlichen in vier Typen unterteilt: Turmtyp, Trogtyp, linearer Fresnel-Typ und Schüsseltyp, je nach der unterschiedlichen Art und Weise, wie das Konzentrationssystem die Sonnenstrahlung sammelt.

Chinas erstes experimentelles Solarthermiekraftwerk, das Beijing Yanqing Badaling Solar Thermal Power Generation Experimental Power Station , war nach seiner Inbetriebnahme im Jahr 2012 bei seinem ersten Experiment zur Solarthermie ein voller Erfolg. Damit ist China nach den USA, Deutschland und Spanien das vierte Land der Welt, das Solarthermie in großem Maßstab zur Stromerzeugung nutzt !

Solarstromerzeugung

Unter Solarstromerzeugung versteht man die direkte Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie durch Photovoltaikanlagen. Eine häufigere Form der Solarstromerzeugung ist die Photovoltaik . Photovoltaikmodule sind überall zu finden, beispielsweise in Straßenlaternen, Taschenrechnern und Warmwasserbereitern.

Die Technologie zur Stromerzeugung durch Photovoltaik entwickelte sich in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts weiter und wuchs, wurde jedoch zunächst im Allgemeinen nur im militärischen Bereich eingesetzt. Erst mit der ersten Ölkrise im Jahr 1973 begann man, die Anwendung der Photovoltaik zur Stromerzeugung auf den zivilen Bereich zu übertragen .

In der Luft- und Raumfahrt werden beispielsweise Satelliten und Raumstationen mit Strom versorgt oder mit Photovoltaikzellen ausgestattete Solarflugzeuge können ohne Unterbrechungen fliegen. In Zukunft könnte es sogar möglich sein, Solarkraftwerke im Weltraum zu errichten, um drahtlos Strom an Empfangsstationen auf der Erde zu übertragen oder Flugzeuge in der Luft zu unterstützen.

Die Sonne, die Quelle des Lichts und der Wärme auf der Erde, erzeugt Wind und Regen und nährt alle Dinge. Ich glaube, dass mit dem Fortschritt der menschlichen Gesellschaft die Entwicklung der Sonne in Zukunft ein neues Niveau erreichen kann!