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O Reino Unido pode construir uma estação de energia solar de £ 16 bilhões no espaço. Veja como funcionaria

Carimbo de hora: 18 de março de 2022 10h00
energia solar no espaço

O governo do Reino Unido é considerando supostamente uma proposta de £16 bilhões para construir uma estação de energia solar no espaço.

Sim, você leu certo. A energia solar baseada no espaço é uma das tecnologias a apresentar no governo Portfólio de Inovação Net Zero. Foi identificado como uma solução potencial, juntamente com outras, para ajudar o Reino Unido a alcançar o zero líquido até 2050.

Mas como seria um estação de energia solar no espaço trabalhar? Quais são as vantagens e desvantagens dessa tecnologia?

Energia solar baseada no espaço envolve coletar energia solar no espaço e transferi-la para a Terra. Embora a ideia em si não seja nova, os recentes avanços tecnológicos tornaram essa perspectiva mais viável.

O sistema de energia solar baseado no espaço envolve um satélite de energia solar – uma enorme espaçonave equipada com painéis solares. Esses painéis geram eletricidade, que é então transmitida sem fio para a Terra por meio de ondas de rádio de alta frequência. Uma antena terrestre, chamada de rectenna, é usada para converter as ondas de rádio em eletricidade, que é então entregue à rede elétrica.

Uma estação de energia solar baseada no espaço em órbita é iluminada pelo sol 24 horas por dia e, portanto, pode gerar eletricidade continuamente. Isso representa uma vantagem sobre os sistemas de energia solar terrestre (sistemas na Terra), que podem produzir eletricidade apenas durante o dia e dependem do clima.

Com a demanda global de energia projetada para aumentar em quase 50 por cento até 2050, a energia solar baseada no espaço pode ser a chave para ajudar a atender à crescente demanda no mundo energia setor e combater o aumento da temperatura global.

Alguns desafios

Uma estação de energia solar baseada no espaço é baseada em um design modular, onde um grande número de módulos solares é montado por robôs em órbita. Transportar todos esses elementos para o espaço é difícil, caro e afetará o meio ambiente.

A peso dos painéis solares foi identificado como um desafio inicial. Mas isso foi resolvido através do desenvolvimento de células solares ultraleves (um painel solar compreende células solares menores).

A energia solar baseada no espaço é considerada tecnicamente viável principalmente devido aos avanços nas principais tecnologias, incluindo células solares leves, transmissão de energia sem fioe robótica espacial.

É importante ressaltar que a montagem de apenas uma estação de energia solar baseada no espaço exigirá muitos lançamentos. Embora a energia solar espacial seja projetada para reduzir as emissões de carbono a longo prazo, há emissões significativas associadas a lançamentos espaciais, bem como custos.

Atualmente, os foguetes não são totalmente reutilizáveis, embora empresas como Espaço X estão trabalhando para mudar isso. Ser capaz de reutilizar totalmente os sistemas de lançamento reduziria significativamente o custo geral da energia solar baseada no espaço.

Se conseguirmos construir com sucesso uma estação de energia solar baseada no espaço, sua operação também enfrenta vários desafios práticos. Painéis solares podem ser danificados por detritos espaciais. Além disso, os painéis no espaço não são protegidos pela atmosfera da Terra. Estar exposto a uma radiação solar mais intensa significa que eles vai degradar mais rápido do que os da Terra, o que reduzirá a energia que eles são capazes de gerar.

A eficiência de transmissão de energia sem fio é outra questão. A transmissão de energia por grandes distâncias (neste caso, de um satélite solar no espaço para o solo) é difícil. Com base na tecnologia atual, apenas uma pequena fração da energia solar coletada chegaria à Terra.

Projetos-piloto já estão em andamento

A Projeto de Energia Solar Espacial nos EUA está desenvolvendo células solares de alta eficiência, bem como um sistema de conversão e transmissão otimizado para uso no espaço. Os EUA Laboratório de Pesquisa Naval testou um módulo solar e um sistema de conversão de energia no espaço em 2020. Enquanto isso, a China anunciou progresso em sua Estação de energia solar do espaço de Bishan, com o objetivo de ter um sistema em funcionamento até 2035.

No Reino Unido, um desenvolvimento de energia solar baseado no espaço de £ 17 bilhões (incluindo custos operacionais) é considerado um conceito viável com base na recente Relatório de consultoria Frazer-Nash. Espera-se que o projeto comece com pequenos testes, levando a uma estação de energia solar operacional em 2040.

O satélite de energia solar teria 1.7 km de diâmetro, pesando cerca de 2,000 toneladas. A antena terrestre ocupa muito espaço; aproximadamente 6.7 quilômetros por 13 quilômetros. Dado o uso da terra em todo o Reino Unido, é mais provável que seja colocado no exterior.

Este satélite forneceria 2 gigawatts de energia para o Reino Unido. Embora seja uma quantia substancial, é uma pequena contribuição para a capacidade de geração do Reino Unido, que é cerca de 76 gigawatts.

Com custos iniciais extremamente altos e retorno lento do investimento, o projeto precisaria de recursos governamentais substanciais, além de investimentos de empresas privadas.

Mas à medida que a tecnologia avança, o custo do lançamento espacial e da fabricação diminuirá constantemente. E a escala do projeto permitirá a fabricação em massa, o que deve reduzir um pouco o custo.

Ainda não se sabe se a energia solar baseada no espaço pode nos ajudar a atingir o zero líquido até 2050. Outras tecnologias, como armazenamento de energia diversificado e flexível, hidrogênio e crescimento em sistemas de energia renovável são mais bem compreendidos e podem ser mais facilmente aplicados.

Apesar dos desafios, energia solar baseada no espaço é um precursor para oportunidades interessantes de pesquisa e desenvolvimento. No futuro, é provável que a tecnologia desempenhe um papel importante no fornecimento global de energia.A Conversação

Este artigo foi republicado a partir de A Conversação sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.

Crédito de imagem: NASA, domínio público, via Wikimedia Commons

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