Os humanos estão prestes a começar a colher energia solar do espaço

Pesquisadores do Instituto de Tecnologia da Califórnia fizeram história em energia renovável enviando painéis solares ao espaço para coletar energia solar da órbita, informou a Newsweek em seu site em 5 de janeiro.

Em 3 de janeiro, os pesquisadores da Caltech lançaram com sucesso o Space Solar Power Demonstrator (SSPD). Este é um protótipo de espaçonave que coleta energia solar independente da atmosfera e do ciclo diurno. A espaçonave usará transmissão sem fio para enviar energia solar de volta à Terra.

Os painéis solares na Terra usam o efeito fotovoltaico para converter a luz solar diretamente em eletricidade. Nele, os fótons atingem uma célula fotovoltaica de silício, fazendo com que os elétrons sejam arrancados dos átomos, gerando assim uma corrente elétrica. A energia também pode ser coletada da luz solar usando a tecnologia térmica solar concentrada (CSP), que usa espelhos ou lentes para coletar a luz solar e permitir que ela seja convertida em calor, eventualmente produzindo vapor de alta temperatura que é convertido em eletricidade por meio de turbinas geradoras.

Em 2021, a energia solar será responsável por 4% da produção mundial de eletricidade.

No entanto, uma grande desvantagem da energia solar na Terra é que ela só pode coletar energia durante o dia e a eficiência da geração de eletricidade é afetada pelas estações do ano e pela cobertura de nuvens. Esses problemas podem ser evitados no espaço.

O SSPD consiste em três componentes, cada um dos quais será submetido a um experimento separado. O primeiro experimento é o Deployable In-Orbit Ultralight Composite Experiment (DOLCE), que testará a implantação de uma espaçonave modular, uma estrutura quadrada de 6 pés (1,83 m) que testará os mecanismos necessários para eventualmente liberar um aglomerado de classe de um quilômetro espaçonave. O segundo experimento é o ALBA, que testará quais dos 32 tipos diferentes de células fotovoltaicas são mais eficientes no espaço. O experimento final é o Microwave Array for Power Transfer in Low Orbit Experiment (MAPLE), que testará o uso de micro-ondas para transferir energia.

No entanto, há uma série de marcos importantes a serem transpostos para colocar essa tecnologia emergente em funcionamento.

Kevin Trenberth, cientista do clima e estudioso distinto do Centro Nacional de Pesquisa Atmosférica, disse a repórteres: "O maior desafio, na minha opinião, é transmitir a energia solar de volta à Terra sem grandes perdas ou outros problemas durante esse período (como a coluna de luz solar caindo fora de sua área pretendida)."

Isso não deve ser um problema no espaço, onde não há ar", disse ele. Mas o espalhamento pode acontecer sempre que for afetado por átomos atmosféricos (átomos carregados na ionosfera) e moléculas."

Trenberth diz que os problemas mais sérios provavelmente são causados ​​pelo vapor de água, que absorve a luz do sol e produz algum calor localizado. Isso enfraquece a transferência de energia e sua eficiência.

Algumas áreas da Terra, como os subtrópicos, têm menos vapor de água e podem fornecer algum tipo de janela", diz ele. Mas não sei como direcionar e fazer uso eficiente dessas janelas em uma Terra em rotação. Agora, esse problema pode ser evitado até certo ponto convertendo a energia solar em energia de micro-ondas, que pode ser transmitida pela atmosfera com relativa facilidade, a menos que seja afetada por gotas de chuva ou partículas. Na Terra, as torres de micro-ondas são usadas para emitir energia em um intervalo de cerca de 10 milhas (cerca de 16 quilômetros), em vez de centenas de milhas."

Ele disse: "Um grande problema é que a energia solar se espalha em todas as direções, em vez de se acumular. Uma melhor agregação poderia ser alcançada usando antenas enormes, mas mesmo isso exigiria receptores enormes."

Mesmo que essa tecnologia funcione, alguns acham que ela não será adotada.

Thomas White, um cientista de células solares e professor associado da Universidade de Sydney, na Austrália, disse a repórteres: "Acho difícil imaginar como essa abordagem poderia competir com a energia fotovoltaica do planeta, mesmo quando o custo de armazenamento é levado em consideração para forneça um suprimento de 24-horas."

Ele disse: "Embora existam alguns cenários muito otimistas para o desenvolvimento futuro da tecnologia, (uma análise recente de custo-benefício encomendada pela Agência Espacial Européia) sugere que seu potencial custo nivelado de eletricidade (LCOE) será entre 3,8 e 10,6 centavos de euro por kWh até 2045. O LCOE atual para PV no planeta já está em torno de 3 centavos de euro por kWh e está diminuindo ano após ano, então estará bem abaixo desse preço até 2045. O custo do armazenamento de energia também está caindo rapidamente."

Se as células solares baseadas no espaço forem bem-sucedidas, disse White, elas terão que competir com as tecnologias existentes, que já são bem compreendidas e comprovadas em campo como uma das formas mais baratas de gerar eletricidade e estão em um caminho muito previsível para reduzir custos.