Hacia plantas de energía solar espaciales a escala comercial

La ESA y otras agencias espaciales están madurando la viabilidad de recolectar energía solar del espacio para las necesidades terrestres de energía limpia.

Energía solar basada en el espacio

Los contratos paralelos, que se completarán antes de finales de 2023, están siendo liderados por Arthur D Little y Thales Alenia Space Italia, respectivamente. Estos conceptos servirán como una referencia actualizada para el esfuerzo general de SOLARIS, orientando el alcance de las actividades específicas de I+D que seguirán.

La idea detrás de la energía solar basada en el espacio es recolectar energía solar donde esté disponible de forma continua y abundante, en órbita terrestre, sin ser perturbada por el tiempo local o la oscuridad, y luego enviarla de forma inalámbrica a la Tierra donde se necesita. El concepto complementa en lugar de competir con las energías renovables terrestres, porque la energía solar basada en el espacio puede hacer que la energía esté disponible de manera confiable las 24 horas del día, los 7 días de la semana, brindando la estabilidad que tanto necesita la red eléctrica a medida que la proporción de energías renovables intermitentes continúa aumentando, reduciendo la dependencia. en soluciones de almacenamiento a gran escala.

Sobre SOLARIS

SOLARIS fue aprobado en el Consejo de la ESA a nivel ministerial en noviembre de 2022 como parte del Elemento 1 del Programa de Tecnología de Soporte General existente. Al trabajar con la industria europea, su objetivo durante los próximos dos años y medio es realizar estudios y desarrollos tecnológicos para evaluar los beneficios, las opciones de implementación, las oportunidades comerciales y los riesgos de la energía solar basada en el espacio como contribuyente a la descarbonización de la energía terrestre 'NetZero'. para Europa.

Los resultados de SOLARIS deberían permitir que Europa tome una decisión informada para fines de 2025, sobre continuar con un programa de desarrollo completo para energía solar basada en el espacio a escala comercial, comenzando con un demostrador en órbita de subescala para transmitir energía desde el espacio a la Tierra.

“Estos contratos son para los primeros estudios conceptuales europeos de energía solar basada en el espacio en más de 20 años, por lo que hoy marca un paso importante”, señala Sanjay Vijendran, líder de SOLARIS en la ESA. "Realmente estamos comenzando desde una hoja de papel en blanco para obtener un diseño actualizado de cómo podrían ser los satélites de energía solar en funcionamiento, obteniendo ideas prometedoras de todos los lugares que podemos y aprovechando los últimos avances en tecnologías espaciales y terrestres".

El enfoque de la hoja en blanco de los estudios del sistema se extiende a la metodología de transmisión de energía solar desde la órbita, explica Sanjay: "Los estudios analizarán la gama de opciones más amplia posible, incluida la investigación de todas las diferentes formas de mover la energía, de manera segura y eficientemente, hasta la Tierra: transmisión de radiofrecuencia, láseres y simplemente reflejando la luz del sol hasta las granjas solares en el suelo.

“Y estamos contentos de tener importantes actores energéticos como la empresa eléctrica francesa ENGIE y la empresa italiana ENEL , incluidos como miembros de los consorcios del estudio, lo que refleja el valor potencial que el sector energético ya está viendo en esta capacidad para el futuro. Es importante que involucremos al sector energético desde el comienzo de este desarrollo y escuchemos sus necesidades, para que sepamos desde el principio que estamos construyendo algo que los usuarios finales querrán y utilizarán”.

Inusualmente para los estudios de concepto de sistema en una fase temprana, la ESA los está implementando como si fueran proyectos de vuelo, con un ritmo rápido e hitos estrictos, porque sus resultados dictarán los estudios de seguimiento planificados para una misión de demostración de subescala como así como proyectos de investigación sobre tecnologías clave específicas que apoyará SOLARIS.

Otros proyectos internacionales

SOLARIS se lleva a cabo en un momento de creciente interés mundial por la energía procedente del espacio. En los EE. UU., el satélite de demostración de energía solar espacial de Caltech se puso en órbita en enero para probar tecnologías clave, incluida la transmisión de energía solar por microondas espacio-espacio. Japón planea volar una misión de demostración en 2025, mientras que China tiene su propio demostrador planeado para 2028, con una instalación de prueba de transmisión de energía inalámbrica en tierra ya instalada. Mientras tanto, el gobierno del Reino Unido ha estado en conversaciones con Arabia Saudita para suministrar a su región de ciudad inteligente Neom electricidad libre de carbono desde el espacio.

SOLARIS: preparación para la energía solar basada en el espacio

“Hay muchas razones fundamentales por las que la energía solar basada en el espacio parece mucho más factible y deseable que nunca”, agrega Sanjay. “Estos incluyen el costo reducido del lanzamiento a la órbita con la llegada de los lanzadores reutilizables, el costo reducido del hardware satelital a través de la producción en masa, visto con nuevas constelaciones como Starlink y OneWeb, y tendencias hacia diseños de satélites de energía solar muy modulares.

"Además, la robótica espacial y las tecnologías de ensamblaje y servicio en el espacio realmente han recorrido un largo camino en las últimas dos décadas, lo que será esencial para la construcción y el mantenimiento de las estaciones de energía solar. Finalmente, el gran desafío de la transición a Net Zero dentro de los próximos 25 años con las tecnologías existentes, y las consecuencias de no hacerlo, exige la exploración de soluciones alternativas que podrían ayudar a garantizar que logremos nuestro objetivo”.

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