Suena a ciencia ficción: plantas gigantes de energía solar flotando en el espacio que irradian enormes cantidades de energía a la Tierra.
Satisfacer nuestras necesidades energéticas con plantas de energía solar en el espacio. Durante mucho tiempo esta idea, concebida por primera vez por el científico ruso Konstantin Tsiolkovsky en la década de 20, fue una inspiración para los escritores.
Sin embargo, un siglo después, los científicos están dando grandes pasos para hacer realidad esta idea. La Agencia Espacial Europea ESA se ha dado cuenta del potencial de estos esfuerzos y ahora está tratando de financiar estos proyectos. Predice que el primer recurso industrial que obtendremos del espacio será energía "irradiada". ¿Tendremos plantas de energía solar en el espacio?
Las apuestas son muy altas
El cambio climático es el mayor desafío de nuestro tiempo. Desde el aumento de las temperaturas globales hasta los patrones climáticos cambiantes, los impactos del cambio climático ya se están sintiendo en todo el mundo. Superar este desafío requerirá cambios radicales en la forma en que generamos y consumimos energía.
Las tecnologías de energía renovable se han desarrollado dramáticamente en los últimos años, con mayor eficiencia y menores costos. Uno de los principales obstáculos para su absorción, sin embargo, es el hecho de que no permiten un suministro constante de energía. Los parques turbinas de viento y energía solar solo cuando sopla el viento o brilla el sol, pero necesitamos electricidad las 24 horas del día, todos los días. En última instancia, necesitamos una forma de almacenar energía a gran escala en parques eólicos o plantas solares. Este es el paso necesario antes de que podamos cambiar a fuentes renovables que satisfagan nuestras necesidades energéticas.
Plantas de energía solar: beneficios del espacio
Una posible forma de evitar esto sería generar energía solar a partir de plantas de energía solar en el espacio.
Hay muchas ventajas en esta solución: una planta de energía solar espacial podría orbitar para recolectar energía del sol las 24 horas del día. La atmósfera de la Tierra también absorbe y refleja parte de la luz solar, por lo que las células solares sobre la atmósfera recibirán más luz solar y producirán más energía.
¿Cómo construirlos?
Uno de los desafíos clave que hay que superar es cómo montar, lanzar y desplegar estructuras tan grandes. Una sola planta de energía solar podría tener un área igual a 10 kilómetros cuadrados, equivalente a 1.400 campos de fútbol. El uso de materiales livianos será clave, ya que el mayor gasto sería el costo de lanzar plantas de energía solar al espacio.
Una solución propuesta es desarrollar un enjambre de miles de pequeños satélites que se unen y configuran para formar un solo gran generador solar. En 2017, investigadores del California Institute of Technology he delineado yo proyectos para una planta de energía solar modular, compuesto por miles de células solares ultraligeras.
También mostraron un prototipo de baldosa que pesa solo 280 gramos por metro cuadrado, un peso comparable al del papel.
Plantas de energía solar en el espacio: desarrollos recientes
La investigación reciente sobre plantas de energía solar tiene en cuenta mecanismos de fabricación como la impresión 3D.
En la Universidad de Liverpool se están explorando nuevas técnicas de fabricación para imprimir células solares ultraligeras en velas solares. Una vela solar es una membrana plegable, liviana y altamente reflectante que puede aprovechar el efecto de presión de la radiación solar para impulsar una nave espacial sin combustible. En particular, está investigando cómo incorporar células solares en estructuras de velas solares para crear grandes plantas de energía solar sin combustible.
Estos métodos nos permitirían construir plantas de energía solar en el espacio. Fabricar y desplegar unidades de este tipo desde la Estación Espacial Internacional o la futura estación en órbita alrededor de la luna también podría ayudarnos a suministrar energía a nuestro satélite.
Las posibilidades no terminan ahí
Hablando de la Luna: actualmente dependemos de los materiales de la Tierra para construir plantas de energía solar, pero los científicos están evaluando el uso de los recursos del espacio. ¿Cómo lo regulas, de lo que hablé en este? mi publicación para el blog de Beppe Grillo.
Otro gran desafío será enviar energía a la Tierra. El plan es convertir la electricidad de las células solares en ondas de energía y utilizar campos electromagnéticos para transferirlas a una antena en la superficie terrestre. La antena luego convertirá las ondas nuevamente en electricidad.
Los investigadores liderados por la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón ya han desarrollado diseños y han demostrado un sistema en órbita que debería poder hacer eso.
Todavía queda mucho trabajo por hacer en esta área, pero el objetivo es hacer realidad las plantas de energía solar en el espacio en las próximas décadas.
¿Cuando exactamente?
Los investigadores en China han diseñado un sistema llamado Omega, que apuntan a estar operativas para 2050.
Este sistema de planta de energía solar debería poder satisfacer nuestras necesidades energéticas. El del proyecto chino podrá suministrar dos gigavatios de potencia a la red terrestre al máximo rendimiento, una cantidad enorme.
Para producir tanta energía con paneles solares en la Tierra, se necesitarían más de seis millones de unidades.
Los satélites de generación solar más pequeños, como los diseñados para propulsar rovers lunares, podrían estar operativos incluso antes de 2050.
En fin: En todo el mundo, la comunidad científica está dedicando tiempo y esfuerzo al desarrollo de plantas de energía solar en el espacio.
