Wie Solarstrom aus dem All funktioniert und was er kosten würde

Ein Satellit sammelt Sonnenlicht, wandelt es in Mikrowellen und schickt die Energie zu einer Antenne am Boden. Für Solarstrom aus dem All gibt es seit Herbst 2026 wieder einen Liefervertrag, ein Kraftwerk gibt es nicht. Die Kilowattstunde aus Photovoltaik mit Speicher am Boden kostet einen Bruchteil.

VON MARTIN JENDRISCHIK · 9 Min. LESEN

Im Orbit geht die Sonne für einen Satelliten auf der richtigen Bahn kaum unter. Wolken, Winter und Nacht fallen aus der Bilanz, und nach Berechnungen von Google liefert ein Solarmodul in der passenden Umlaufbahn bis zu achtmal so viel Strom wie auf der Erde. Pläne für Solarkraftwerke im All, die ihre Energie per Funk zur Erde schicken, rechnen NASA und US-Energieministerium seit den 1970er-Jahren durch. Gebaut wurde bis heute keines.

Ende September 2026 hat trotzdem ein Rechenzentrumsentwickler Solarstrom aus dem All für 20 Jahre bestellt, 100 Megawatt rund um die Uhr. Die Technik dafür muss erst noch gebaut werden. Hinter dem Vertrag steht der Strombedarf der KI-Rechenzentren, deren Betreiber Strom suchen, der nachts und im Winter in gleicher Menge fließt.

Wie ein Satellit Sonnenlicht in Funkwellen verwandelt

Ein Weltraum-Solarkraftwerk arbeitet in drei Schritten. Große Solarflächen im Orbit erzeugen Gleichstrom, Sendeelektronik wandelt ihn in Mikrowellen um, und eine Antenne bündelt den Strahl auf ein Empfangsfeld am Boden. Dieses Feld, Fachleute nennen es Rectenna (eine Antenne, die zugleich gleichrichtet), macht aus den Funkwellen wieder Strom fürs Netz. Mikrowellen durchdringen Wolken und Regen weitgehend, das Wetter am Empfangsort spielt deshalb kaum eine Rolle.

Jeder Schritt kostet Energie: beim Umwandeln in Funkwellen, auf dem Weg durch die Atmosphäre, am Rand des Empfangsfelds und beim Gleichrichten. Bisherige Demonstrationen brachten laut Latitude Media nur rund vier Prozent des eingespeisten Stroms am anderen Ende als nutzbaren Strom an. Das Cleantech-Unternehmen Virtus Solis will im März 2027 öffentlich mehr als 50 Prozent zeigen. Selbst dann käme am Boden nur gut die Hälfte dessen an, was der Satellit losschickt.

Von der Umlaufbahn hängt ab, wie oft ein Kraftwerk im Schatten liegt und wie teuer der Weg dorthin wird. Klassische Konzepte zielen auf die geostationäre Bahn in rund 36.000 Kilometern Höhe, wo ein Satellit über demselben Punkt der Erde steht. In den beiden Referenzentwürfen einer NASA-Analyse dienen zwölf von 13 Starts allein dazu, Nutzlast im niedrigen Orbit für den Weiterflug aufzutanken. Virtus Solis setzt deshalb auf stark elliptische Molniya-Bahnen mit zwölf Stunden Umlaufzeit. Jede Station versorgt einen Empfänger acht Stunden lang, drei Stationen decken nach Firmenangaben die nördlichen Breiten rund um die Uhr ab.

Was Caltech und das Pentagon im Orbit schon gezeigt haben

Dass sich Energie im All drahtlos übertragen und zur Erde lenken lässt, ist seit 2023 belegt. Der Space Solar Power Demonstrator des California Institute of Technology startete im Januar 2023. Sein Experiment MAPLE schickte im März Energie an Empfänger an Bord. Im Mai richtete es einen Strahl auf das Labor in Pasadena, wo die Forscher*innen ihn nachweisen konnten (mehr dazu: Weltraum-Solar: Forscher schießen Solarkacheln in den Orbit). Schon zuvor testete ein vom Pentagon finanziertes Team ein Solarmodul in der Größe eines Pizzakartons an Bord der Raumdrohne X-37B (mehr dazu: Beam it back: Durchbruch mit Weltraum-Solarpanel).

Beide Versuche gehören in die Grundlagenforschung und belegen das Prinzip. Wie sich ein Feld von Kilometern Durchmesser im All montieren, warten und bezahlen lässt, beantworten sie nicht. Für sein erstes Kraftwerk plant Virtus Solis eine Struktur von bis zu zwei Kilometern Durchmesser, gebaut wurde ein Prototyp dieser Größe nie.

Wie weit der Weg ist, hat das Office of Technology, Policy and Strategy der NASA im Januar 2024 durchgerechnet. Für zwei Referenzentwürfe kamen die Analyst*innen auf Stromgestehungskosten von 0,61 und 1,59 US-Dollar pro Kilowattstunde. Das liegt zwölf- bis 80-mal über den Kosten, die für erneuerbare Alternativen am Boden im Jahr 2050 erwartet werden. Rund drei Viertel der Kosten entfallen auf Raketenstarts.

Konkurrenzfähig würde Weltraumstrom laut NASA erst, wenn mehrere Fortschritte zusammenkommen. Ein Start dürfte nur noch 50 Millionen Dollar kosten, Solarzellen müssten 50 Prozent Wirkungsgrad erreichen und elektrische Antriebe den Weg in die Zielbahn übernehmen. Dazu kommen 15 Jahre Lebensdauer der Hardware und eine deutlich günstigere Serienfertigung. Unter diesen Annahmen sinken die Kosten auf drei bis acht US-Cent pro Kilowattstunde.

Warum Brae Systems 20 Jahre Strom aus dem Orbit kauft

Virtus Solis aus Troy in Michigan und der Chicagoer Rechenzentrumsentwickler Brae Systems unterzeichneten am 30. September 2026 einen Stromliefervertrag über 20 Jahre. Vereinbart sind 100 Megawatt Dauerleistung, laut Pressemitteilung 876.000 Megawattstunden im Jahr, also volle Leistung in jeder der 8.760 Stunden. Brae kann auf 250 Megawatt aufstocken. Die Empfangsstation soll in Illinois entstehen. Seine ersten Rechenzentren will Brae in den Kühlteichen eines Kohlekraftwerks versenken, das vom Netz geht, damit das Wasser die Chips kühlt.

Den ersten Strom erwarten die Partner um 2030. Vorher muss Virtus Solis binnen 24 Monaten eine 100-Kilowatt-Pilotanlage in den Orbit bringen und das eigentliche Kraftwerk finanzieren. Firmenchef John Bucknell rechnet laut Latitude Media allein für diese erste Anlage mit 18 Starts des SpaceX-Systems Starship oder Hunderten Starts der Falcon-Raketen, von denen ein Falcon-9-Start laut SpaceX 74 Millionen Dollar kostet. Starship hat bisher nur Testflüge absolviert, einen öffentlichen Preis gibt es nicht. Weitere Abnehmer sucht Virtus Solis schon: Bucknell nennt Verhandlungen über 2,3 Gigawatt, am weitesten seien Vorhaben in New Mexico und in Zentralafrika. Öffentlich bekannt ist ein Zuschuss der US-Forschungsagentur ARPA-E über rund zwei Millionen Dollar aus dem Januar 2025. Eine Finanzierungsrunde hat Virtus Solis nicht bekannt gegeben.

Einen Preis für den Strom nennen weder die Pressemitteilung noch Latitude Media. Das Magazin nennt einen Vertrag über eine im großen Maßstab unerprobte Technik „ebenso symbolisch wie finanziell”. Brae-Chef Vishnu Indukuri begründet ihn mit planbaren Stromkosten für seine Grafikprozessoren über 20 Jahre.

Ähnliche Verträge kennt die Kernfusion: Commonwealth Fusion Systems hat 2025 Strom aus Fusionskraftwerken verkauft, die noch nicht stehen, unter anderem an Google. Für Weltraumstrom gab es den ersten Vertrag sogar schon 2009, zwischen dem kalifornischen Versorger PG&E und dem Unternehmen Solaren über 200 Megawatt. Das Kraftwerk wurde nie gebaut, beide Seiten lösten den Vertrag 2015 einvernehmlich auf, nachdem Solaren keine Finanzierung für die Technik gefunden hatte (Latitude Media).

Warum Google und SpaceX Rechenzentren ins All bringen wollen

Rechenzentren verbrauchten 2024 nach dem Bericht „Energy and AI” der Internationalen Energieagentur rund 415 Terawattstunden Strom, etwa 1,5 Prozent des weltweiten Verbrauchs. Bis 2030 erwartet die IEA mehr als eine Verdopplung auf rund 945 Terawattstunden. Etwa ein Fünftel der geplanten Projekte hält sie wegen knapper Netzanschlüsse für verzögerungsgefährdet. Google und SpaceX drehen die alte Idee deshalb um: Statt Strom zur Erde zu funken, wollen sie die Rechenchips selbst dorthin bringen, wo die Sonne scheint.

Google plant mit seinem Forschungsprojekt Suncatcher Satellitenschwärme mit eigenen KI-Chips. Sie sollen in etwa 650 Kilometern Höhe auf einer sonnensynchronen Bahn kreisen, auf der die Solarmodule nahezu dauerhaft im Licht liegen. Den ersten Prototyp mit vier Chips hat Google mit dem Satellitenbetreiber Planet gebaut, er sollte nach einem Bericht von Space.com am 1. Oktober 2026 mit einer SpaceX-Rakete starten und ein Jahr lang im Orbit prüfen, wie die Chips Strahlung und Hitze vertragen. Bei Tests im Teilchenbeschleuniger hielten die Chips etwa das Dreifache der Strahlung aus, die in fünf Jahren im Orbit zu erwarten ist. Mit Rechenzentren am Boden mithalten können die Satelliten nach Googles eigener Rechnung erst bei Startkosten unter 200 Dollar pro Kilogramm, und die erwartet Google ab Mitte der 2030er-Jahre.

Elon Musk will mit SpaceX ganze Konstellationen solcher Rechensatelliten starten, die Chips dafür soll die geplante Fabrik Terafab in Texas liefern (mehr dazu: Terafab: Musks Chipfabrik in Texas). Die Rechnung bleibt hart. Die Boston Consulting Group beziffert im August 2026 den Kostenaufschlag für Rechenzentren im Orbit auf das 2,5- bis Dreifache. Wirtschaftlich plausibel wird das Rechnen im All laut BCG erst, wenn die Startkosten von rund 1.500 auf etwa 100 Dollar pro Kilogramm fallen.

Als größte ungelöste Hürden nennt BCG die Kühlung und die Wartung im Orbit. Im Vakuum führt keine Luft die Abwärme der Chips ab, die Satelliten müssen sie über große Radiatorflächen ins All abstrahlen. Die Bank of America kommt nach einem Bericht von Latitude Media für ein Rechenzentrum mit einem Gigawatt im Orbit auf rund 170 Milliarden Dollar, dreimal so viel wie für eine vergleichbare Anlage an Land.

Was Strom vom Solarpark mit Speicher in Deutschland kostet

Am Boden zählt Solarstrom zu den günstigsten Quellen, die Deutschland hat. Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme beziffert die Stromgestehungskosten neuer Photovoltaik-Freiflächenanlagen in seiner Studie vom Juli 2024 auf 4,1 bis 6,9 Cent pro Kilowattstunde. Mit Batteriespeicher kommen Photovoltaikanlagen je nach Größe auf 6,0 bis 22,5 Cent, große Freiflächenanlagen mit Speicher liegen am unteren Ende. Selbst der günstigere NASA-Entwurf für Weltraumstrom läge mit 61 US-Cent bei einem Vielfachen davon.

Der Vorteil des Orbits liegt in der Verfügbarkeit. Eine Solaranlage in Deutschland erreicht im Jahr rund 900 Volllaststunden, wie das Fraunhofer ISE in seinen Aktuellen Fakten zur Photovoltaik ausweist. Für die 876.000 Megawattstunden aus dem Brae-Vertrag wären hierzulande deshalb knapp ein Gigawatt Photovoltaik nötig, fast das Zehnfache der Leistung. Dazu kämen Speicher für Nacht und Wintertage. Gegen eine wochenlange Dunkelflaute im Januar reichen Batterien nicht, dafür braucht das System Wind, Netze, flexible Verbraucher und Langzeitspeicher.

In Europa lässt die Weltraumagentur ESA mit ihrer Initiative SOLARIS seit 2023 prüfen, ob sich ein eigenes Entwicklungsprogramm lohnt. Thales Alenia Space untersuchte mit dem Versorger Enel ein Funkkonzept, Arthur D. Little mit Engie ein Spiegelsystem, das Sonnenlicht auf Solarparks am Boden lenkt. Spiegel im All verfolgt auch das US-Unternehmen Reflect Orbital, Astronom*innen und Biolog*innen warnen dort vor Lichtverschmutzung (mehr dazu: Reflect Orbital: Sonnenlicht aus dem Weltraumspiegel).

Ob 2030 tatsächlich Solarstrom aus dem All in Illinois ankommt, hängt an zwei Zahlen. Die eine ist der Wirkungsgrad der Funkstrecke, den Virtus Solis im März 2027 vorführen will, die andere der Preis eines Starship-Starts. Bis dahin finden Sie die günstigste Kilowattstunde auf dem Dach, auf dem Acker und im Speicher daneben, für ein Rechenzentrum ebenso wie für ein Eigenheim.

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