El Reino Unido puede construir una estación de energía solar de £ 16 mil millones en el espacio. Así es como funcionaría

Reeditado por Platón

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El gobierno del Reino Unido es según los informes, considerando una propuesta de £ 16 mil millones para construir una estación de energía solar en el espacio.

Sí, lo leiste bien. La energía solar basada en el espacio es una de las tecnologías que se presentarán en la Cartera de innovación neta cero. Se ha identificado como una solución potencial, junto con otras, para ayudar al Reino Unido a lograr el cero neto para 2050.

Pero ¿cómo sería un estación de energía solar en el espacio ¿trabajo? ¿Cuáles son las ventajas y desventajas de esta tecnología?

Energía solar basada en el espacio implica recolectar energía solar en el espacio y transferirla a la Tierra. Si bien la idea en sí no es nueva, los avances tecnológicos recientes han hecho que esta perspectiva sea más factible.

El sistema de energía solar basado en el espacio involucra un satélite de energía solar, una enorme nave espacial equipada con paneles solares. Estos paneles generan electricidad, que luego se transmite de forma inalámbrica a la Tierra a través de ondas de radio de alta frecuencia. Se utiliza una antena de tierra, llamada rectenna, para convertir las ondas de radio en electricidad, que luego se envía a la red eléctrica.

Una estación de energía solar en el espacio en órbita está iluminada por el sol las 24 horas del día y, por lo tanto, podría generar electricidad de forma continua. Esto representa una ventaja sobre los sistemas de energía solar terrestres (sistemas en la Tierra), que pueden producir electricidad solo durante el día y dependen del clima.

Dado que se prevé que la demanda mundial de energía aumente en casi 50 por ciento Para 2050, la energía solar basada en el espacio podría ser clave para ayudar a satisfacer la creciente demanda en el mundo. energía sector y hacer frente al aumento de la temperatura global.

Algunos desafíos

Una estación de energía solar basada en el espacio se basa en un diseño modular, donde los robots ensamblan una gran cantidad de módulos solares en órbita. Transportar todos estos elementos al espacio es difícil, costoso y afectará al medio ambiente.

El peso de los paneles solares fue identificado como un desafío inicial. Pero esto se ha abordado mediante el desarrollo de células solares ultraligeras (un panel solar comprende células solares más pequeñas).

La energía solar basada en el espacio se considera técnicamente factible principalmente debido a los avances en tecnologías clave, incluidas las células solares livianas, transmisión de energía inalámbricay robótica espacial.

Es importante destacar que ensamblar incluso una sola estación de energía solar basada en el espacio requerirá muchos lanzamientos. Aunque la energía solar basada en el espacio está diseñada para reducir las emisiones de carbono a largo plazo, hay emisiones significativas asociadas con los lanzamientos espaciales, así como también costos.

Actualmente, los cohetes no son totalmente reutilizables, aunque empresas como Space X están trabajando para cambiar esto. Ser capaz de reutilizar completamente los sistemas de lanzamiento reduciría significativamente el costo total de la energía solar basada en el espacio.

Si logramos construir con éxito una estación de energía solar basada en el espacio, su operación también enfrenta varios desafíos prácticos. Los paneles solares podrían dañarse por basura espacial. Además, los paneles en el espacio no están protegidos por la atmósfera terrestre. Estar expuestos a una radiación solar más intensa significa que se degradará más rápido que los de la Tierra, lo que reducirá la energía que pueden generar.

El eficiencia de la transmisión inalámbrica de energía es otra cuestión. La transmisión de energía a través de grandes distancias (en este caso, desde un satélite solar en el espacio hasta el suelo) es difícil. Según la tecnología actual, solo una pequeña fracción de la energía solar recolectada llegaría a la Tierra.

Los proyectos piloto ya están en marcha

El Proyecto de energía solar espacial en EE. UU. está desarrollando células solares de alta eficiencia, así como un sistema de conversión y transmisión optimizado para su uso en el espacio. Los Estados Unidos Laboratorio de investigación naval probó un módulo solar y un sistema de conversión de energía en el espacio en 2020. Mientras tanto, China ha anunciado avances en su Estación de energía solar espacial Bishan, con el objetivo de tener un sistema en funcionamiento para 2035.

En el Reino Unido, un desarrollo de energía solar basado en el espacio de £ 17 mil millones (incluidos los costos operativos) se considera un concepto viable según el reciente Informe de consultoría Frazer-Nash. Se espera que el proyecto comience con pequeñas pruebas, lo que conducirá a una estación de energía solar operativa en 2040.

El satélite de energía solar tendría 1.7 kilómetros de diámetro y pesaría unas 2,000 toneladas. La antena terrestre ocupa mucho espacio; aproximadamente 6.7 kilómetros por 13 kilómetros. Dado el uso de la tierra en todo el Reino Unido, es más probable que se coloque en alta mar.

Este satélite entregaría 2 gigavatios de energía al Reino Unido. Si bien esta es una cantidad sustancial, es una pequeña contribución a la capacidad de generación del Reino Unido, que es alrededor de 76 gigavatios.

Con costos iniciales extremadamente altos y un lento retorno de la inversión, el proyecto necesitaría importantes recursos gubernamentales, así como inversiones de empresas privadas.

Pero a medida que avanza la tecnología, el costo del lanzamiento espacial y la fabricación disminuirán constantemente. Y la escala del proyecto permitirá la fabricación en masa, lo que debería reducir un poco el costo.

Queda por ver si la energía solar basada en el espacio puede ayudarnos a alcanzar el cero neto para 2050. Otras tecnologías, como el almacenamiento de energía diverso y flexible, el hidrógeno y el crecimiento en sistemas de energía renovable se entienden mejor y se pueden aplicar más fácilmente.

A pesar de los desafíos, energía solar basada en el espacio es un precursor de emocionantes oportunidades de investigación y desarrollo. En el futuro, es probable que la tecnología desempeñe un papel importante en el suministro mundial de energía.

Este artículo se republica de La conversación bajo una licencia Creative Commons. Leer el articulo original.

Crédito de la imagen: NASA, Dominio público, a través de Wikimedia Commons

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