4 de marzo de 2024

La energía solar con base en el espacio puede ser un paso importante hacia la independencia energética de Europa

“La energía solar basada en el espacio sería un paso importante hacia la neutralidad de carbono y la independencia energética de Europa. Dos estudios independientes recientes recomiendan encarecidamente inversiones para avanzar en las tecnologías SBSP necesarias para abordar nuestra creciente crisis energética”, señala el director general de la ESA, Josef Aschbacher.

La ESA encargó, a principios de 2022, dos estudios independientes sobre coste versus beneficios de la energía solar basada en el espacio para las necesidades de energía terrestre a Frazer-Nash, en el Reino Unido, y Roland Berger, en Alemania. Ambos estudios acaban de concluirse este mes.

El objetivo de los estudios es proporcionar a la ESA y a sus Estados miembros la información técnica y programática necesaria sobre la viabilidad y el potencial de la energía solar basada en el espacio para proporcionar energía ambientalmente sostenible, asequible y limpia para que Europa satisfaga sus crecientes necesidades energéticas futuras y conforme al objetivo cero neto para 2050.

La luz solar es, de promedio, más de 10 veces más intensa en la parte superior de la atmósfera que en la superficie de la Tierra. Y en una órbita lo suficientemente alta, la luz solar estaría disponible de forma continua, para su captura y transmisión a estaciones receptoras en todo el planeta, donde sea que se necesite.

El concepto básico ha existido durante mucho tiempo, pero la necesidad de nuevas fuentes de energía limpia y segura le ha dado una nueva urgencia para ayudar a la transición de Europa a un mundo de carbono cero neto para 2050.

Décadas de investigación han llevado a una diversidad de conceptos que utilizan diferentes formas de principios de generación, conversión y transmisión de energía. El llamado diseño de referencia transforma la energía solar en electricidad a través de células fotovoltaicas en órbita geoestacionaria alrededor de la Tierra. Luego, la energía se transmite de forma inalámbrica en forma de microondas a 2,45 GHz a estaciones receptoras dedicadas en la Tierra, llamadas ‘rectennas’, que convierten la energía nuevamente en electricidad y la alimentan a la red local.

Debido a que la energía se transfiere de forma inalámbrica, será posible transferirla a la estación receptora donde se requiera, incluso a la Luna u otros planetas, donde un suministro de energía fácilmente disponible aumentará nuestra capacidad para explorar estos lugares.

La energía solar basada en el espacio se basa en los principios tecnológicos existentes y la física conocida, sin necesidad de nuevos avances. Los satélites de telecomunicaciones actuales que transmiten señales de televisión y enlaces de comunicación desde la órbita son básicamente satélites de emisión de energía, excepto en una escala mucho menor de tamaño y potencia.

El mayor desafío es que, para generar niveles óptimos y económicamente viables de energía solar, las estructuras requeridas deben ser muy grandes, tanto en la Tierra como en el espacio. Un solo satélite de energía solar en órbita geoestacionaria podría extenderse más de un kilómetro de ancho, y la estación receptora en tierra necesitaría una huella más de 10 veces mayor.

Se necesitaron docenas de lanzamientos para construir la Estación Espacial Internacional (ISS) en órbita terrestre baja, y probablemente se necesitaría un orden de magnitud mayor de lanzamientos para ensamblar un satélite de energía solar que pesa muchos miles de toneladas. En el pasado, debido a los altos costes de lanzamiento, los satélites de energía solar no se consideraban económicamente competitivos con las soluciones terrestres.

Pero los costes de lanzamiento en todo el mundo continúan con una tendencia a la baja, lo que hace que dicha construcción sea económicamente factible, y el resultado final sería una fuente de energía limpia disponible continuamente. Un solo satélite de energía solar de la escala planificada generaría alrededor de dos gigavatios de energía, equivalente a una central nuclear convencional, capaz de alimentar a más de un millón de hogares. Se necesitarían más de seis millones de paneles solares en la superficie de la Tierra para generar la misma cantidad.