Energía Solar Orbital: Enviando los Rayos del Sol a la Tierra

Energía Solar Orbital: Enviando los Rayos del Sol a la Tierra

China ha invertido US$ 15 millones en una prueba para una “estación espacial solar”, una nave que orbitará la Tierra, absorberá los rayos solares, los convertirá en electricidad y los enviará de regreso al planeta. pero queda por verse si este ambicioso proyecto puede superar los importantes obstáculos tecnológicos que enfrenta.

En 2017, China invirtió US$ 125,9 mil millones en fuentes de energía renovable, casi la mitad del total mundial, mientras el país mira los vientos y las aguas de la Tierra para satisfacer sus vastas necesidades energéticas. Sin embargo, tal vez su proyecto más ambicioso no sea en la Tierra, sino en el espacio, donde los científicos pretenden lanzar una “estación espacial solar” que pueda absorber los rayos del sol, convertirlos en electricidad y transmitirlos a la Tierra.

El proyecto enfrenta una serie de desafíos tecnológicos y logísticos, pero con un potencial financiero claro y un respaldo financiero significativo, los desarrolladores esperan completar la primera estación solar del espacio exterior del mundo para mediados de siglo.

El proceso de energía solar orbital.

El proceso es simple en teoría. Un dispositivo de generación de energía en el espacio convertiría la energía solar en energía eléctrica, al igual que los paneles solares en la Tierra. El dispositivo luego convertiría la energía en microondas o láseres para hacer una transmisión a una estación receptora en la Tierra, que luego convertiría la transmisión de nuevo en energía eléctrica y la enviaría directamente a una red eléctrica.

La estación propuesta orbitaría 22,000 millas sobre la Tierra y proporcionaría un suministro constante de energía, recolectando y devolviendo energía el 99% del tiempo, ya que los rayos solares no serían interceptados ni bloqueados por los gases, como sucede con el 30% de los rayos a medida que pasan a través de la atmósfera de la Tierra. El dispositivo no se vería afectado por los cambios de la noche al día, o de estación a estación, ya que los paneles solares están en la Tierra.

El proyecto satisfaría una necesidad energética clave para China, que ha consumido más carbón que el resto del mundo combinado desde 2011. El país ha invertido considerablemente en fuentes de energía renovable en los últimos años, convirtiéndose en el líder mundial en energía hidroeléctrica en 2014 después de aumentar Su capacidad hidroeléctrica en un 408% en los primeros 15 años del milenio.

Energía Solar Orbital: Enviando los Rayos del Sol a la Tierra

Pruebas a 1.000 metros.

Investigadores de la Universidad de Chongqing, la Universidad de Xidian y la rama de Xi’an de la Academia de Tecnología Espacial de China están desarrollando una instalación de prueba en Chongqing. El proyecto ha recibido US$ 15 millones en fondos y durante dos años se lanzará seis globos atados a una altura de un kilómetro sobre el nivel del mar. Los globos se unirán entre sí y al suelo, y se les colocarán paneles solares, que se utilizarán para capturar los rayos solares, convertirlos en microondas y transmitirlos a la Tierra. El proyecto de prueba es idéntico al proyecto final planificado, pero en una escala mucho menor.

El equipo planea completar sus pruebas de transmisión de energía dentro de los próximos diez años, antes de completar una instalación de pruebas más grande, una que se enviará al espacio y es capaz de transferir metawatts de energía, para 2030. Esto coincidirá con un plan del gobierno para ver El 20% de la energía de China proviene de fuentes de combustibles no fósiles. China planea construir una estación espacial comercial antes de 2050.

Retos tecnológicos y logísticos.

Cualquier proyecto de esta escala se enfrenta a una serie de desafíos técnicos, y una de las principales dificultades para este plan es simplemente comenzar con la estación en órbita. Se espera que la estación pese 1.000 toneladas, más del doble del peso de la Estación Espacial Internacional. Los investigadores están explorando una serie de alternativas al lanzamiento de la nave desde la Tierra, incluido el envío de una instalación separada al espacio que usaría tecnología de impresión 3D para construir robots que luego construirían la estación directamente en el espacio.

Los investigadores también tendrán que decidir si usarán láseres o microondas para transferir la energía a la Tierra. Si bien los láseres pueden funcionar a una órbita de solo 250 millas sobre la Tierra, su producción cuesta alrededor de 500 millones de dólares y solo puede emitir menos de 10 megavatios por satélite, lo que los convierte en una solución ineficiente. Las microondas pueden transferir más energía, pero deben estar a 22,000 millas sobre el planeta, causando preocupación sobre cómo se ubicará la estación tan lejos de la Tierra y generando preocupaciones de que será casi imposible administrarlas una vez en órbita.

Con las pruebas que actualmente solo son capaces de transferir energía a más de 100 metros, los científicos tienen mucho trabajo que hacer para realizar esta ambición elevada.