Space Solar Power ya no tan espacial

Hace solo cinco años, la idea de cosechar energía solar en el espacio exterior y emitirla para generar electricidad en la Tierra parecía bastante descabellada..Bueno, la búsqueda se ha acercado en los últimos años, y un nuevo avance del Laboratorio de Investigación del Ejército indica que Estados Unidos está a solo unos años de hacer que ocurra la energía solar espacial..

Si se pregunta por qué pasar por todos los problemas de aumentar la energía solar desde el espacio cuando podría cosecharla aquí en la Tierra con la última generación de células solares de bajo costo, esa es una buena pregunta.

Los fanáticos de la energía solar espacial han estado tratando de responder a esa pregunta desde al menos 2010, cuando la Sociedad Nacional Espacial con sede en los Estados Unidos se asoció con investigadores en India para asumir el desafío.

En 2014, el Laboratorio de Investigación Naval de EE. UU. Interpretó esta observación:

“¿Qué pasaría si pudieras capturar la energía solar en el espacio y luego enviarla a la tierra?¿Qué pasaría si pudiera lanzar los cientos de módulos para dicho satélite, luego usar robots para ensamblar toda la matriz en el espacio?Podrías alimentar una instalación militar, una ciudad, incluso en un día nublado, incluso por la noche."

Los investigadores de la Marina ya estaban muy lejos con su proyecto de energía solar espacial para entonces, y en 2015 Northrup Grumman saltó al campo para establecer algo llamado Iniciativa de energía solar espacial en el Instituto de Tecnología de California.

CleanTechnica atrapó el viento del proyecto y señaló un beneficio adicional de la energía solar espacial.La ubicación de la gran variedades de coleccionistas de energía solar en el espacio ayudaría a descarbonizar la economía global al tiempo que preserva bienes raíces terrestres para otras actividades como agricultura, actividades culturales, recreación y preservación de la naturaleza..

Otro beneficio de la energía solar espacial es el potencial para reducir los costos, aumentar la seguridad, mejorar la resiliencia y obtener más kilovatios limpios en el perfil de energía de la nación más rápido, en comparación con la construcción de nuevas líneas de transmisión importantes.

Texas proporciona una buena demostración de cuán rápido la aprobación de las nuevas líneas de transmisión puede acelerar el desarrollo de energía limpia.Por el contrario, la historia enredada del proyecto de transmisión Express Express de la correa de grano en el Medio Oeste ilustra cómo la oposición a nivel estatal puede agregar años a una línea de tiempo.Ese proyecto en particular se metió en el tablero de dibujo en 2011 y todavía está empantanado en las demandas.

¿Donde estábamos?Oh, claro, Space Solar Power. Right around this time last year we noted that the US Air Force Research Laboratory has also been active in the area, through its “Space Solar Power Incremental Demonstrations and Research" solar beaming project, aka SSPIDR.El proyecto es una colaboración con Northrup Grumman, que ganó un contrato de $ 100 millones para el proyecto de AFRL en 2018 (si sabe lo que sucedió con el papel de la Marina en todo esto, envíenos una nota en el hilo de comentarios).

A partir de diciembre pasado, el proyecto había avanzado a la etapa de construir una nave espacial para mantener equipos para realizar experimentos de energía solar espacial. Northrup Grumman was responsible for delivering the “bus" for the SSPIDR spacecraft, dubbed Arachne, meaning the element that houses the payload, which in this case is the platform that houses equipment for experimenting with space solar power.

Unos doce meses después, aquí estamos en diciembre de 2021 y el Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea tiene algunas noticias nuevas que compartir junto con Northrup Grumman.

The announcement concerns the first “end-to-end" demonstration of critical elements of the space solar power system, which took place earlier this month. Specifically, the demonstration involved something called the “sandwich tile," which is the key to unlocking the whole mystery of solar power from outer space.

“El baldosa de sándwich consta de dos capas. The first layer is a panel of highly efficient photovoltaic (PV) cells which collect solar energy and provide power to the second layer," explains AFRL."La segunda capa está poblada con componentes que permiten la conversión y la formación de vigas solar a RF [radiofrecuencia]."

“Converting solar energy into RF energy at the component-level is a pivotal step to realizing space-based solar power beaming on a larger scale," adds Melody Martinez, SSPIDR deputy project manager, by way of emphasizing that this thing is really happening.

Parece que Northrup Grumman y Afrl estaban bien preparados para una manifestación exitosa, porque invitaron a las partes interesadas a presenciar los acontecimientos.

“The ground demonstration used a solar simulator to illuminate the PV side of the tile and begin the Solar-to-RF conversion process," AFRL recounts.“Debido a que el simulador solar era tan intenso, los asistentes vieron datos de salida de RF en tiempo real en monitores de detrás de una barrera de plástico flexible de grado industrial, y vitorearon cuando apareció un pico de energía RF que indica una conversión de energía exitosa y una potencia radiada por RF."

Arachne está programado para lanzarse en 2025, por lo que Northrup Grumman y Afrl tienen mucho trabajo de preparación que hacer de vez en cuando.

Encabezando la lista de tareas pendientes es replicar el módulo de mosaico Sandwich exitoso para cubrir un panel que mide un metro cuadrado.

Según AFRL, el hito de un metro aún no ha sido cumplido por ningún otro equipo, aunque el progreso reciente en el proyecto SSPIDRS puede haber encendido un incendio bajo algunos gobiernos que habían desestimado la viabilidad de la energía solar espacial.

Justo en septiembre pasado, por ejemplo, la Agencia Espacial del Reino Unido informó los resultados de un estudio que encargó la energía solar espacial.El estudio concluyó que la tecnología es factible y digna de apoyo gubernamental.UKSA también señaló que las escisiones de la tecnología de un programa de investigación de energía solar espacial tendrían amplias aplicaciones en la Tierra y ayudarían al Reino Unido a cumplir con sus objetivos de descarbonización, incluso si el proyecto nunca llega a la etapa de implementación.

Mientras tanto, si se pregunta qué está haciendo la Fuerza Aérea en el área de la investigación solar, es fácil.La Fuerza Aérea fue uno de los primeros en adoptar la energía solar para sus instalaciones durante la administración de Obama, y también ha sido un destacado financiador de la investigación fundamental sobre los sistemas de gestión de energía solar y la tecnología de energía solar.

Los bolsillos profundos de la Fuerza Aérea también le permiten intervenir cuando otras oficinas federales no tienen fondos suficientes en la mano.Por ejemplo, el año pasado AFRL lanzó una línea de vida al Laboratorio Nacional de Energía Renovable del Departamento de Energía, que buscaba una asistencia financiera para desarrollar una nueva célula solar de alta eficiencia y bajo costo.

Si la demostración de energía solar espacial funciona, esa será una gran noticia para los defensores de la acción climática, aunque salvar el planeta no es más importante en la mente de AFRL.El verdadero motivador detrás del esfuerzo son las ventajas militares de tener un suministro de potencia relativamente económica, silenciosa y libre de contaminación en llamado 24/7 prácticamente en cualquier parte del mundo, así que estad atentos para más sobre eso..

Sígueme en Twitter @tinamcasey.

Foto: “Los gerentes de proyectos James Winter (Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea) y Tara Theret (Northrop Grumman) mantienen modelos de los lados fotovoltaicos y de radiofrecuencia del azulejo de sándwich, mientras que en las instalaciones de Linthicum, Maryland, para presenciar la conversión y el experimento de radiante(Cortesía de Northrop Grumman a través del Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos.