Progresso da demonstração de energia solar baseada no espaço irradiado

O Projeto de Energia Solar Baseado no Espaço (SSPP) da Caltech está funcionando implantar uma constelação de naves espaciais modulares que recolhem a luz solar, transformam-na em electricidade e depois transmitem essa electricidade sem fios para onde for necessária – incluindo locais que actualmente não têm acesso a energia fiável.

Durante um período de dois anos, eles construíram e demonstraram dois protótipos de peças. Este é o elemento modular chave que capta a luz solar e transmite a energia. Através desse processo, eles aprenderam muitas coisas sobre como projetar sistemas ultraleves e altamente integrados desse tipo. O segundo protótipo de energia solar baseado no espaço é 33% mais leve que o primeiro.

Os blocos modulares são dimensionados em uma matriz maior. Eles são montados em uma estrutura muito flexível que pode ser dobrada para caber em um veículo lançador. Uma vez implantada, a estrutura se expande e as peças funcionam em conjunto e sincronizadas para gerar energia, convertê-la e transferi-la exatamente onde você precisa e em nenhum outro lugar.

A Caltech está trabalhando em três ou quatro inovações tecnológicas que, combinadas, transformariam a forma como a energia solar espacial.

Acima – Uma série de pequenos painéis solares que fazem parte do Projeto de Energia Solar Espacial integram energia fotovoltaica, circuitos de transferência de energia e incorporam direção de feixe.
Crédito: Caltech

Ao utilizar novas técnicas de dobragem, inspiradas no origami, são capazes de reduzir significativamente as dimensões de uma nave espacial gigante para lançamento. A embalagem é tão apertada que está essencialmente isenta de quaisquer vazios.

O aproveitamento da energia solar no espaço depende de avanços revolucionários em três áreas principais:
* O grupo de pesquisa de Atwater está projetando sistemas fotovoltaicos ultraleves de alta eficiência (materiais que convertem luz em eletricidade) que são otimizados para as condições do espaço e compatíveis com um sistema modular integrado de conversão e transmissão de energia.

* A equipe de pesquisa de Hajimiri está desenvolvendo a tecnologia leve e de baixo custo necessária para converter energia de corrente contínua em energia de radiofrequência (que é usada para transmitir sinais de telefones celulares, por exemplo) e enviá-la para a Terra como microondas. O processo é seguro, explica Hajimiri. A radiação não ionizante na superfície é significativamente menos prejudicial do que ficar exposto ao sol. Além disso, o sistema pode ser rapidamente desligado em caso de danos ou mau funcionamento.

* O grupo de BPellegrino está inventando estruturas espaciais dobráveis, ultrafinas e ultraleves para suportar a energia fotovoltaica, bem como os componentes necessários para converter, transmitir e direcionar a energia de radiofrequência para onde for necessária.
A unidade básica do sistema que os pesquisadores imaginam é um ladrilho de 4 x 4 cm que pesa menos de um décimo de onça. Centenas de milhares desses ladrilhos se combinariam em um sistema de satélites semelhantes a tapetes voadores que, uma vez desenrolados, criariam uma superfície de coleta de luz solar que mede 3.5 milhas quadradas.

O trabalho no SSPP foi apoiado por mais de US$ 100 milhões em financiamento de Donald Bren, presidente da Irvine Company e membro vitalício da comunidade Caltech, e de sua esposa, Brigitte Bren, administradora da Caltech. A Northrup Grumman Corporation forneceu financiamento para estudos iniciais de viabilidade.