Energía solar basada en el espacio: ¿Qué tan cerca de la realidad?

Concepto artístico de la transmisión de energía solar basada en el espacio. Imagen víaJAXA.


La idea de capturar energía solar en el espacio donde el sol nunca deja de brillar y transmitirla a la Tierra puede parecer descabellada, pero esta tecnología está más avanzada de lo que la mayoría cree. A principios de 2018, científicos del Instituto de Tecnología de CaliforniaAnunciadoque habían logrado crear un prototipo capaz de aprovechar y transmitir energía solar desde el espacio.

Su prototipo es una loseta liviana que consta de tres componentes principales. Los reflectores ópticos concentran la luz solar, las células fotovoltaicas convierten la luz solar en electricidad y un circuito integrado convierte la electricidad en energía de radiofrecuencia que se transmite a través de una antena adjunta. Muchas baldosas individuales se podrían unir para formar grandes paneles solares en el espacio. Se utilizaría un receptor de microondas terrestre en la Tierra para interceptar la energía de radiofrecuencia entrante y convertirla nuevamente en electricidad utilizable.


Prototipo de captación de energía solar espacial. Imagen cortesía deCaltech.

Los científicos demostraron que su prototipo funciona sometiéndolo a condiciones similares al espacio en el laboratorio y usándolo para alimentar un diodo emisor de luz (LED) ubicado a unas 20 pulgadas (50 centímetros) de distancia de la baldosa. Puede ver el prototipo en acción en la marca 2:26 en elvideo en el enlace aquí.

Si realmente quieres divertirte, puedes acceder a todos los detalles interesantes sobre esta nueva tecnología en su artículo.aquí.Este artículo se publicó en las actas de la conferencia del Instituto Americano de Aeronáutica y Astronáutica (AIAA) que tuvo lugar del 8 al 12 de enero de 2018 en Kissimmee, Florida, y fue coautor de 15 científicos diferentes. Autor principalEleftherios Gdoutoses un científico investigador en el Instituto de Tecnología de California (Caltech).

Una característica clave del nuevo diseño de baldosas es que es realmente liviano: con 1,5 kilogramos (3,3 libras) por metro cuadrado, pesa un poco más que una pizza grande. Las características ligeras son esenciales para mantener bajos los costos de lanzamiento y construcción. Además, el nuevo diseño de baldosas en el que cada unidad es capaz de generar y transmitir energía solar individualmente es ventajoso porque niega la necesidad de un sistema de distribución de energía pesada en el espacio. Este diseño también facilita la ampliación de misiones y la realización de reparaciones sin perder mucha funcionalidad. En el futuro, los científicos planean ver si se pueden lograr mayores reducciones de peso mediante la incorporación de nuevos materiales ligeros.


La investigación sobre energía solar basada en el espacio ha estado en curso en Caltech, donde los profesores Harry Atwater, Ali Hajimiri y Sergio Pellegrino han recibido financiación de Northrop Grumman Corporation para estudiar el potencial de esta fuente de energía limpia.

Científicos de CaltechSergio Pellegrino,Harry Atwater, yAli Hajimiri. Imagen víaCaltech.

El profesor Atwater explicó el razonamiento detrás de esta tecnología en una entrevista en profundidad que fue publicada enENGeniusen 2015. A continuación se incluye un extracto de ese artículo:

Los paneles solares, sin importar cuán eficientes sean, solo generan energía cuando el [sol] los ilumina. Por lo tanto, si la energía solar va a ser la principal fuente de energía de carga base 'despachable' que reemplaza a las estaciones generadoras de energía eléctrica de combustibles fósiles de hoy en día, es inherente que la fuente de generación esté disponible todo el tiempo. Esto no es posible para la energía solar terrestre sin alguna forma complementaria de almacenamiento de energía eléctrica, lo que aumenta significativamente el costo de la electricidad solar generada en la Tierra. Lo mejor del espacio es que [existen órbitas donde] no hay noche. Y entonces tenemos la perspectiva de hacer energía despachable, energía que fluye continuamente y que puede enviarse instantáneamente a donde se necesita. Los beneficios potenciales son enormes. Aproximadamente una cuarta parte de la humanidad no tiene energía eléctrica alguna. Y, entonces, esta es una tecnología habilitadora que podría superar la red de transmisión de energía eléctrica en la Tierra y tener el mismo efecto que el sistema de telefonía celular tuvo en las comunicaciones.


Además de los conocimientos tecnológicos, todavía hay otras barreras que deben superarse antes de que la energía solar basada en el espacio sea factible. Curiosamente,un buen articulopublicado enEl Smithsonianen 2016 aborda las principales barreras a la energía solar basada en el espacio (costos, seguridad, tierra para receptores terrestres) de tal manera que uno piensa que estas barreras pueden no ser tan importantes. Según el artículo enEl Smithsonian, una de las mayores barreras puede ser la cantidad de congestión que se encuentra al transmitir ondas de radiofrecuencia, ya que estas frecuencias son las mismas que usamos para nuestras radios, televisores y teléfonos celulares.

Otros países además de EE. UU., Incluidos China, Europa, India y Japón, también están trabajando en esta tecnología. Actualmente, se han propuesto muchos diseños para energía solar basada en el espacio.

El concepto de energía solar basada en el espacio no es nuevo. De hecho, esta tecnología fue mencionada allá por 1941 en la historia de ciencia ficción “Reason” escrita por Isaac Asimov. Hoy en día, la tecnología para convertir esta ciencia ficción en realidad se está desarrollando rápidamente y merece una atención adicional.

En pocas palabras: los científicos de Caltech han desarrollado un prototipo funcional y liviano que podría formar la base para la futura recolección de energía solar desde el espacio.