El Gobierno del Reino Unido estudia construir una central solar en el espacio.
El proyecto, de varios miles de millones de libras, contribuiría al objetivo del Reino Unido de alcanzar las emisiones netas cero en 2050.
Los recientes avances tecnológicos han hecho que el concepto de energía solar espacial sea más factible.
Aquí, un ingeniero sopesa los pros y los contras del proyecto.
El Gobierno del Reino Unido está barajando, según informes, una propuesta de 16.000 millones de libras para construir una central solar en el espacio.
Sí, ha leído bien. La energía solar espacial es una de las tecnologías que figuran en la Cartera de Innovación en Cero Neto. Se ha identificado como una posible solución, junto con otras, para que el Reino Unido alcance las emisiones netas cero en 2050.
Pero ¿cómo funcionaría una central solar en el espacio? ¿Cuáles son las ventajas e inconvenientes de esta tecnología?
Energía solar espacial consiste en captar energía solar en el espacio y transferirla a la Tierra. Aunque la idea en sí no es nueva, los recientes avances tecnológicos han hecho que esta perspectiva sea más alcanzable.
El sistema de energía solar espacial consiste en un satélite de energía solar, una enorme nave espacial equipada con paneles solares. Estos paneles generan electricidad, que luego se transmite de forma inalámbrica a la Tierra mediante ondas de radio de alta frecuencia. Una antena terrestre, llamada rectena, se utiliza para convertir las ondas de radio en electricidad, que después se suministra a la red eléctrica.
Una central solar espacial en órbita recibe la luz del Sol las 24 horas del día y, por tanto, podría generar electricidad de forma continua. Esto supone una ventaja frente a los sistemas de energía solar terrestres (sistemas en la Tierra), que solo pueden producir electricidad durante el día y dependen de las condiciones meteorológicas.
Dado que se prevé que la demanda mundial de energía aumente casi un 50 % de aquí a 2050, la energía solar espacial podría ser clave para ayudar a satisfacer la creciente demanda del sector energético mundial y para hacer frente al aumento de la temperatura global.
Algunos desafíos
Una central de energía solar espacial se basa en un diseño modular, en el que robots ensamblan en órbita un gran número de módulos solares. Transportar todos estos elementos al espacio es difícil, costoso y tendrá un impacto considerable en el medio ambiente.
El peso de los paneles solares se identificó como un desafío inicial. Pero este se ha abordado gracias al desarrollo de células solares ultraligeras (un panel solar está compuesto por células solares más pequeñas).
Se considera que la energía solar espacial es técnicamente viable principalmente gracias a los avances en tecnologías clave, entre ellas las células solares ligeras, la transmisión inalámbrica de energía y la robótica espacial.
Es importante señalar que el ensamblaje de incluso una sola central solar espacial requerirá numerosos lanzamientos de transbordadores espaciales. Aunque la energía solar espacial está concebida para reducir las emisiones de carbono a largo plazo, los lanzamientos espaciales generan emisiones considerables, además de costes.
Los transbordadores espaciales no son actualmente reutilizables, aunque empresas como Space X están trabajando para cambiar esto. Poder reutilizar los sistemas de lanzamiento reduciría significativamente el coste total de la energía solar espacial.
Si logramos construir con éxito una central solar espacial, su funcionamiento también afronta varios desafíos prácticos. Los paneles solares podrían resultar dañados por los restos espaciales. Además, los paneles en el espacio no están protegidos por la atmósfera terrestre. Al estar expuestos a una radiación solar más intensa, se degradarán más rápido que los de la Tierra, lo que reducirá la potencia que son capaces de generar.
La eficiencia de la transmisión inalámbrica de energía es otro problema. Transmitir energía a grandes distancias, en este caso desde un satélite solar en el espacio hasta el suelo, es difícil. Con la tecnología actual, solo llegaría a la Tierra una pequeña fracción de la energía solar captada.
Ya están en marcha proyectos piloto
El Proyecto de Energía Solar Espacial de EE. UU. está desarrollando células solares de alta eficiencia, así como un sistema de conversión y transmisión optimizado para su uso en el espacio. El Laboratorio de Investigación Naval de EE. UU. probó un módulo solar y un sistema de conversión de energía en el espacio en 2020. Mientras tanto, China ha anunciado avances en su estación de energía solar espacial de Bishan, con el objetivo de disponer de un sistema operativo en 2035.
En el Reino Unido, un desarrollo de energía solar espacial de 17 000 millones de libras se considera un concepto viable según el reciente informe de la consultora Frazer-Nash. Se prevé que el proyecto comience con pequeñas pruebas, que conducirán a una central solar operativa en 2040.
El satélite solar tendría 1,7 km de diámetro y pesaría unas 2000 toneladas. La antena terrestre ocupa mucho espacio: aproximadamente 6,7 km por 13 km. Dado el uso del suelo en el Reino Unido, es más probable que se instale en alta mar.
Este satélite suministraría 2 GW de energía al Reino Unido. Aunque se trata de una cantidad considerable de energía, supone una pequeña contribución a la capacidad de generación del Reino Unido, que es de unos 76 GW.
Con unos costes iniciales extremadamente elevados y un retorno de la inversión lento, el proyecto necesitaría recursos gubernamentales sustanciales, así como inversiones de empresas privadas.
Pero, a medida que avance la tecnología, el coste del lanzamiento espacial y de la fabricación disminuirá de forma constante. Además, la escala del proyecto permitirá la fabricación en masa, lo que debería reducir algo el coste.
Queda por ver si la energía solar espacial puede ayudarnos a alcanzar las emisiones netas cero en 2050. Otras tecnologías, como el almacenamiento de energía diverso y flexible, el hidrógeno y el crecimiento de los sistemas de energía renovable, se comprenden mejor y pueden aplicarse con mayor facilidad.
A pesar de los desafíos, la energía solar espacial es un precursor de oportunidades emocionantes de investigación y desarrollo. En el futuro, es probable que la tecnología desempeñe un papel importante en el suministro energético mundial.
