Según los informes, el gobierno del Reino Unido está 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 incluirán en la cartera de innovación Net Zero del gobierno. Se ha identificado como una solución potencial, junto con otras, para permitir que el Reino Unido alcance cero emisiones netas para 2050.

Pero, ¿cómo funcionaría una estación de energía solar en el espacio? ¿Cuáles son las ventajas y desventajas de esta tecnología?

La energía solar basada en el espacio consiste en 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 terrestre, llamada rectenna, para convertir las ondas de radio en electricidad, que luego se envía a la red eléctrica.

Una estación de energía solar con base 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 casi un 50 % para 2050, la energía solar basada en el espacio podría ser clave para ayudar a satisfacer la creciente demanda del sector energético mundial y abordar el 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 el medio ambiente.

El peso de los paneles solares se identificó como un desafío inicial. Pero esto se ha abordado mediante el desarrollo de celdas solares ultraligeras (un panel solar consta de celdas solares más pequeñas).

Se considera que la energía solar basada en el espacio es técnicamente factible principalmente debido a los avances en tecnologías clave, incluidas las células solares livianas, la transmisión de energía inalámbrica y la robótica espacial.

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

Los transbordadores espaciales actualmente no son reutilizables, aunque compañías como Space X están trabajando para cambiar esto. Ser capaz de reutilizar 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 resultar dañados por la 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 degradarán más rápido que los de la Tierra, lo que reducirá la energía que pueden generar.

La eficiencia de la transmisión inalámbrica de energía es otro tema. Transmitir 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 los EE. UU. está desarrollando células solares de alta eficiencia, así como un sistema de conversión y transmisión optimizado para su uso en el espacio. El Laboratorio de Investigación Naval de EE. UU. 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 se considera un concepto viable según el informe reciente de Frazer-Nash Consultancy. 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 km de diámetro y pesaría unas 2.000 toneladas. La antena terrestre ocupa mucho espacio, aproximadamente 6,7 km por 13 km. Dado el uso de la tierra en todo el Reino Unido, es más probable que se coloque en alta mar.

Este satélite entregaría 2GW de energía al Reino Unido. Si bien se trata de una cantidad sustancial de energía, es una pequeña contribución a la capacidad de generación del Reino Unido, que ronda los 76 GW.

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 de los sistemas de energía renovable, se entienden mejor y se pueden aplicar más fácilmente.

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