Nueva fuente de energía solar: ¿Podrá pronto la humanidad obtener energía directamente del espacio?
Hasta el 80 % de la energía necesaria para 2050 podría producirse mediante paneles solares en el espacio. Esta es la conclusión de un nuevo estudio británico. Aún quedan muchas preguntas sin respuesta, en particular cómo se transportará la energía a la Tierra.
La idea de obtener energía solar prácticamente ilimitada del espacio no es una idea ni un invento de nuestro milenio actual. Como informó el periódico austriaco Standard, el autor de ciencia ficción Isaac Asimov ya abordó la idea en su cuento de 1941" Reason".
En la historia, varios planetas reciben energía mediante rayos de microondas desde una estación solar en el espacio. La idea fue retomada científica y comercialmente en 1968 por el ingeniero y científico espacial checo-estadounidense Peter Glaser. Recibió una patente por sus planes en 1973. Poco después, la NASA se unió al proyecto e inició nuevas investigaciones.
Una idea brillante, pero difícil de implementar
Desde entonces, se han invertido cientos de millones de euros en estudios de viabilidad y experimentos concretos. La principal ventaja de los sistemas solares en el espacio es evidente: a diferencia de las fluctuaciones del clima terrestre y del ciclo día-noche, el sol está disponible casi de forma continua en el espacio.
Esto, en teoría, se traduce en una producción solar estable y elevada. Además, debido a la falta de atmósfera, la radiación es significativamente más fuerte que en la Tierra.
Las desventajas también son obvias. Además de los obstáculos puramente técnicos, como la longevidad de los paneles solares en el espacio, los costos de construcción son enormes. Enviar la energía captada a la Tierra mediante radiación de microondas y convertirla allí en electricidad es ciertamente posible. Sin embargo, los aspectos regulatorios y de seguridad de la transmisión de energía siguen siendo una completa incógnita.
La NASA hizo un balance de la situación actual en su propio estudio a principios de 2024. El objetivo del estudio era evaluar si la energía solar del espacio podría realmente ser una alternativa seria a las energías renovables en la Tierra en 2050.
El resultado de este análisis; sin embargo, fue desalentador porque, a pesar de los grandes avances, la NASA estimó inicialmente que los costos de producción por kWh de electricidad generada estarían entre 0,61 y 1,59 dólares, dependiendo del sistema utilizado.
Sin embargo, considerando la reducción de los costos de lanzamiento de cohetes y una mayor vida útil, el estudio sugiere que esta cifra podría reducirse a entre 4 y 8 centavos por kilovatio hora. No obstante, los expertos consideran este escenario poco realista.
En comparación, el coste de la energía eólica y solar en 2050 se estima en dos centavos por kWh. Incluso incluyendo la tecnología de almacenamiento, esta cifra se eleva a un máximo de tres centavos por kWh para la energía solar. Esto haría que la energía solar espacial fuera de dos a cuatro veces más cara que la generación fotovoltaica convencional en la Tierra.
Esperanza europea
Un estudio del King's College de Londres, publicado recientemente en la revista Joule, ofrece nuevas esperanzas. El resultado es sorprendente, sobre todo porque utiliza la publicación de la NASA del año anterior como base para calcular la demanda eléctrica europea.
Si fuera posible implementar el sistema "Innovative Heliostat Swarm", técnicamente mucho más complejo, pero también significativamente más eficiente, todo sería rentable, incluso si los costos de producción por kWh fueran entre seis y nueve veces más altos que los de las fuentes de energía renovables convencionales en la Tierra, calcula el estudio.
La razón es que los mayores costos podrían compensarse con diversas ventajas. La generación continua de energía eliminaría el problema del clima, la hora del día y las fluctuaciones estacionales. Esto representaría una enorme ventaja tanto en términos de previsibilidad como de dependencia de los combustibles fósiles, incluyendo sus precios altamente fluctuantes.
Según cálculos de investigadores británicos dirigidos por el autor del estudio, Wei He, los costes totales del sistema energético europeo podrían reducirse entre un 7 % y un 15 % con los costes de producción mencionados. La necesidad de costosos dispositivos de almacenamiento a corto plazo, como las baterías, podría reducirse en casi un 80 %. La operación de la red también sería más rentable gracias a la simplificación de la infraestructura.
La premisa fundamental es que gran parte de los sistemas eólicos y fotovoltaicos de la Tierra podrían ser reemplazados por la producción de energía en el espacio. La ventaja sería la transmisión centralizada y fiable de corriente continua a larga distancia, que sería significativamente más eficiente que la producción descentralizada de energía mediante sistemas solares y fotovoltaicos dispersos que tendrían que integrarse en una red.
El cálculo se basa en un sistema con helióstatos. Reflectores autónomos dirigen la luz solar hacia un concentrador, que no solo obtiene el máximo rendimiento de las células solares, sino que también genera electricidad el 99,7 % del año.
Enorme potencial
Las células solares extremadamente delgadas y flexibles son la base para la generación eficiente de energía solar en el espacio. Esto se debe a que el peso y el espacio de almacenamiento son cruciales al poner en órbita una planta de energía solar mediante cohetes.
¿Cómo llega la energía a la Tierra?
Para soportar duras condiciones como fuertes radiaciones y fluctuaciones extremas de temperatura, las células solares para el espacio no se basan en silicio, sino en perovskita.
Tal como lo soñó el autor de ciencia ficción Asimov, la energía solar generada podría enviarse a la Tierra mediante tecnología de microondas.
Para este fin, para los sistemas propuestos se están considerando frecuencias de radio establecidas como 2,45 y 5,8 GHz, que ya se utilizan para comunicaciones WLAN o por satélite.