La energía solar basada en el espacio podría proporcionar acceso a energía renovable las 24 horas del día, eludiendo una de las mayores limitaciones de la tecnología. Ahora, la idea tendrá su primera prueba real después de que un cohete Falcon 9 lanzara con éxito un hardware experimental diseñado para evaluar su viabilidad.
La idea de colocar paneles solares gigantes en órbita alrededor de la Tierra y devolver la energía ha existido durante décadas. La posibilidad es atractiva, porque en el espacio ya no estás a merced del clima o de los ciclos del día y la noche del planeta, y los niveles de radiación solar son más altos porque la luz del sol no ha tenido que atravesar la atmósfera.
Sin embargo, hasta ahora, la energía solar basada en el espacio se ha mantenido en el ámbito de la ciencia ficción debido a la complejidad técnica y la economía implacable de las tecnologías espaciales. Pero gracias a una donación de $100 millones en 2013, un equipo multidisciplinario de Caltech ha estado trabajando en silencio durante la última década, desarrollando las diversas tecnologías necesarias para hacerlo realidad. Y el martes pasado , SpaceX entregó en órbita prototipos de algunos de los subsistemas clave necesarios para una planta de energía solar a gran escala basada en el espacio para su prueba.
Durante los próximos meses, el equipo detrás del Proyecto de energía solar espacial de Caltech probará los sistemas que permitirán que sus paneles solares flexibles se desplieguen en el espacio y la tecnología diseñada para transmitir energía de regreso a la Tierra. También evaluarán qué tan bien resisten los diferentes tipos de tecnologías de paneles solares en el duro entorno del espacio.
“Pase lo que pase, este prototipo es un gran paso adelante”, dijo en un comunicado Ali Hajimiri, uno de los tres profesores de Caltech que lideran el proyecto . “Funciona aquí en la Tierra y ha pasado los rigurosos pasos requeridos para cualquier cosa lanzada al espacio. Todavía hay muchos riesgos, pero haber pasado por todo el proceso nos ha enseñado lecciones valiosas”.
Construir paneles solares en el espacio es un negocio mucho más complicado que hacerlo en la Tierra. El mayor desafío es llevarlos allí en primer lugar, lo cual está limitado por el increíble costo de poner material en órbita. Como resultado, el equipo ha tenido que concentrarse en reducir el peso de sus paneles solares tanto como sea posible sin sacrificar su capacidad de generación.
Su solución combina paneles solares flexibles ultradelgados, un diseño ingenioso que integra la generación y transmisión de energía y una arquitectura modular novedosa que hace posible combinar muchos paneles autónomos más pequeños para crear grandes matrices.
La unidad básica de su diseño es una placa rectangular de unas pocas pulgadas de ancho cuya superficie está cubierta por concentradores solares en forma de espejo que dirigen la luz solar hacia una franja de células fotovoltaicas, donde se convierte en electricidad. Debajo de la superficie hay un circuito integrado que convierte la energía de las células solares en microondas, que luego se transmiten desde la parte inferior de la teja mediante un conjunto de antenas de parche ultradelgadas y flexibles.
Este diseño genera un importante ahorro de peso, ya que elimina la necesidad de un cableado voluminoso para transportar la electricidad generada a un transmisor central. Estos mosaicos se organizarán en tiras y se integrarán en una estructura plegable novedosa que será compacta en el lanzamiento y luego se desplegará una vez en el espacio.
El resultado será una nave espacial autónoma que podrá desplegarse, generar energía y transmitirla de vuelta a la Tierra , pero la visión implica combinar muchas de estas para crear matrices capaces de producir cantidades de energía comparables a las de una nave terrestre. sistema. Esa configuración facilita el ajuste del tamaño y la configuración de los arreglos, y también significa que el daño a los módulos individuales no dejará fuera de servicio a todo el sistema.
Los experimentos lanzados esta semana están diseñados para probar varias de las tecnologías subyacentes clave detrás de esta arquitectura. Uno llamado DOLCE (Experimento compuesto ultraligero desplegable en órbita) probará el mecanismo de despliegue mediante el despliegue de un marco de seis por seis pies de un pequeño bote del tamaño de un contenedor de basura.
Otro llamado MAPLE (Microwave Array for Power-transfer Low-orbit Experiment) probará una serie de transmisores de microondas ultraligeros diseñados para transmitir energía a una distancia en el espacio. Un experimento final llamado ALBA pondrá a prueba 32 tipos diferentes de células fotovoltaicas durante varios meses para ver cuál funciona con mayor eficacia en el duro entorno del espacio.
Suponiendo que todas las pruebas vayan según lo planeado, los investigadores habrán validado algunas de las tecnologías clave necesarias para hacer realidad su visión. Pero dada la caída del precio de la energía solar en la Tierra y la creciente prevalencia de las tecnologías de almacenamiento de energía diseñadas para lidiar con la intermitencia de la energía solar, existen interrogantes sobre la economía y la practicidad de la idea.
Sin embargo, la tecnología podría desempeñar un papel importante a largo plazo, escribe John Timmer en Ars Technica . La mayoría de las estimaciones sugieren que deberíamos poder cambiar alrededor del 70 por ciento de nuestra red a energía renovable con bastante facilidad, pero la falta de confiabilidad debido a cambios estacionales o eventos climáticos raros significa que subir más podría ser difícil.
Una fuente de energía renovable que esté disponible las 24 horas del día, los 7 días de la semana podría ayudar a cerrar la brecha cuando las condiciones en la Tierra provoquen una caída en la generación. Es probable que aún nos falten décadas para necesitarlo, pero dada la complejidad de la energía solar basada en el espacio, empezar a trabajar en la tecnología ahora parece una apuesta inteligente.
Fuente
singularityhub.com
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