miércoles, agosto 10, 2022

Prueban sistemas fotovoltaicos para traer energía solar del espacio a la tierra

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En muchos sentidos, el espacio es el lugar perfecto para un sistema de energía solar. No hay nubes por medio, ni variabilidad estacional, ni filtros atmosféricos, y sus paneles fotovoltaicos pueden funcionar con la máxima eficiencia 24×7, ya que nada bloquea el Sol.

Según algunas estimaciones, si se coloca un panel solar fotovoltaico en el espacio, generará entre 6 y 8 veces más energía que aquí en la Tierra.

¿Y qué pasa con la energía en la superficie? Ahí está el problema. La órbita geosincrónica, en la que un satélite permanece más o menos justo encima de un único punto de la Tierra, está a unos 36.000 km de altura. Eso es casi tres veces el ancho de la Tierra, y un poco más lejos de lo que la mayoría de los cables de extensión pueden alcanzar. El problema ha sido la transmisión, además del espectacular gasto que suponen los lanzamientos espaciales.

Pero los costes de los lanzamientos espaciales están bajando con la llegada de los cohetes reutilizables y las tecnologías de lanzamiento alternativas, y el mundo necesita desesperadamente una energía limpia y fiable, por lo que la investigación sobre la energía solar espacial continúa, especialmente centrada en la mejora de la eficiencia de la transmisión de energía inalámbrica, con la esperanza de que estemos a un par de avances de la generación de energía extraterrestre comercialmente competitiva.

Uno de estos proyectos de investigación se refiere a este “sistema de verificación en tierra de energía solar espacial de enlace completo”, construido en la Universidad de Xi’an, en el centro-norte de China.

Bajo la dirección de Duan Baoyan, este sistema de verificación en tierra de 75 m de altura, que comenzó a construirse en 2018, ha sido diseñado para permitir la investigación de «la concentración de luz de alta eficiencia y la conversión fotoeléctrica, la conversión de microondas, la emisión de microondas y la optimización de la forma de onda, la medición y el control del apuntamiento del haz de microondas, la recepción y rectificación de microondas y el diseño de estructuras mecánicas inteligentes”.

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Según un comunicado de prensa de la Universidad de Xidian, la instalación ha sido aprobada recientemente por un grupo de expertos visitantes tras demostrar la transmisión inalámbrica de energía por microondas a una distancia de 55 m.

Es el primer sistema del mundo que cubre toda la gama de funciones solares espaciales, incluyendo el seguimiento del Sol, la concentración de la luz, su conversión en electricidad, su transmisión en forma de microondas y su recepción en una rectenna separada, y la universidad dice que está realizando pruebas con éxito unos tres años antes de lo previsto.

La parte superior de la estructura suspende un conjunto de antenas que actúa como un satélite sustituto, enfocando la luz solar, convirtiéndola en energía y enviándola al suelo, donde una antena rectora la recoge.

El equipo de investigación no se hace ilusiones: pasar de 55 m a 36.000 km con una eficiencia suficiente para que la energía solar espacial merezca la pena “requerirá luchas sucesivas de varias generaciones«, según el comunicado de prensa. Pasará mucho tiempo antes de que el dinero invertido en esta tecnología dé más frutos que la simple construcción de más paneles solares aquí en la Tierra. De hecho, si se despliega una antena de transmisión de energía en el espacio, lo más probable es que el conjunto de antenas rectangulares en tierra deba tener varios kilómetros de diámetro para recibir una cantidad útil de energía.

Mientras tanto, empresas como la neozelandesa Emrod están impulsando la transmisión inalámbrica de energía por microondas para aplicaciones más cercanas a la Tierra, como la sustitución de líneas eléctricas de alta tensión a través de terrenos difíciles.

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