Todos podem fornecer energia limpa a todos os países e entregá-la em qualquer lugar do mundo.
Apenas 1,11% do consumo global de energia em2019 recebido de energia solar. O sol tem um enorme potencial energético, por isso os pesquisadores estão procurando uma maneira de aproveitar ao máximo todo o seu potencial.
À primeira vista, a energia solar é um simplese a escolha óbvia. Ao contrário dos combustíveis fósseis, sua produção não emite gases de efeito estufa que aceleram o aquecimento global. A competição por recursos hídricos e territórios também não é um problema.
Mais do ponto de vista político, energia solaruma das fontes mais seguras de energia alternativa. Surgiram grandes conflitos sobre o direito de dispor das reservas de petróleo e carvão. Nesse sentido, a energia solar é universal; pertence a todos e a ninguém ao mesmo tempo.
Por que não é eficiente receber energia solar na Terra?
Segundo a NASA, aproximadamente 29% da energia solarrefletido de volta da atmosfera da Terra e espalhado no espaço. Além disso, outros 23% da energia solar são absorvidos pelo vapor de água, ozônio e poeira ao passar pela atmosfera. Afinal, apenas 48% da energia solar chega ao nosso planeta.
Portanto, os painéis solares na Terra recebem emna melhor das hipóteses, metade da energia da quantidade original. Mas ainda há um problema nas próprias baterias, sua eficiência máxima é de cerca de 22%: estamos falando de condições não laboratoriais. E o mais importante, os painéis solares funcionam apenas durante o dia. Portanto, você precisa ter uma ideia para receber energia diretamente do Sol, sem estar na Terra.
Como funciona a energia solar espacial?
Energia Solar Espacial (SBSP) é uma ideiacoleta de energia solar no espaço usando painéis solares de satélite. Em seguida, ele chega à Terra sem fio. Segundo a Agência Espacial Europeia (ESA), a luz do Sol é 11 vezes mais intensa fora da atmosfera. Portanto, os painéis solares de satélite podem fornecer uma enorme quantidade de energia que a humanidade nem consegue gastar.
Além disso, os painéis de satélite não estão ameaçadosmau tempo e pôr do sol. Do espaço, esses dispositivos serão capazes de transmitir energia para qualquer lugar da Terra, então você só precisa colocar os satélites em uma órbita ideal.
Como implantar um painel solar no espaço?
Para fazer energia solar espacialacessível, são necessárias duas tecnologias básicas. Primeiro, os veículos de lançamento para entrega de materiais ao espaço devem ser baratos e ecológicos. A maioria dos foguetes usados atualmente para entregar cargas úteis são muito caros e poluem. Várias empresas privadas, nomeadamente a SpaceX, estão agora a desenvolver foguetões reutilizáveis e de baixo custo.
O segundo ponto é a construção de satélites solaresem órbita. Para colher a quantidade necessária de energia, os painéis solares dos satélites precisariam ser muito maiores que a ISS. Na verdade, será uma enorme nave espacial. Por outro lado, os painéis espaciais são mais fáceis de montar do que o ISS.
O que são satélites solares?
Segundo pesquisadores do MinistérioEnergia dos EUA, existem dois tipos de satélites que podem ser criados para coletar energia espacial. Ambos os tipos consistirão em coletores solares, refletores e um transmissor. Os refletores são grandes espelhos que direcionam a radiação para pequenos painéis – coletores – que então convertem a energia solar em energia de micro-ondas ou laser para transmiti-la à Terra. As estações receptoras na Terra coletarão, armazenarão e distribuirão energia.
- Satélites com transmissão de microondas
A maior dessas duas estruturas serão os satélites,transmitindo micro-ondas. Eles serão feitos de enormes refletores solares que direcionam a energia solar para o centro do satélite, de onde é então transmitida para a Terra na forma de micro-ondas. Satélites que transmitem sinais de micro-ondas orbitarão a Terra em órbita geoestacionária a uma altitude de cerca de 35.000 km - pouco menos de um décimo da distância da Lua.
No entanto, todas essas construçõesenorme. Os refletores solares sozinhos pesarão mais de 80.000 toneladas métricas com um diâmetro de até 3 km. Graças ao seu tamanho, os satélites de micro-ondas podem gerar gigawatts de energia e abastecer as principais cidades do mundo. Além disso, o comprimento de onda do espectro eletromagnético é relativamente grande, de modo que a transmissão de energia de tal satélite será tão rápida e intensa quanto a luz solar atinge a Terra.
Lançamento, montagem e operação de satélites,transmitindo microondas - tudo isso é muito caro. Seu valor é estimado em dezenas de bilhões de dólares. Devido ao grande tamanho, serão necessários de 40 a 100 lançamentos para entregar todos os materiais. Além disso, o tamanho dos centros receptores na Terra deve ser escalável ao tamanho dos satélites no espaço – cerca de 3 a 10 km de diâmetro. E essas grandes extensões de terra são difíceis de desenvolver e manter.
- Satélites com transmissão laser
O segundo tipo de satélites solares são satélites comtransmissão a laser - terão apenas cerca de 2 m de diâmetro. Para transferir energia de volta à Terra, eles abrigarão um laser alcalino bombeado por diodo. O laser pode ter aproximadamente o tamanho de uma mesa de cozinha e irradiar energia para a Terra com uma eficiência superior a 50%.
Serão lançados satélites com transmissão lasergrupos em órbita baixa da Terra (LEO) a cerca de 400 km, uma vez que são pequenos em tamanho. A produção de tais dispositivos é menos arriscada e demorada do que os satélites que transmitem sinais de microondas. As estimativas de custo para satélites de transmissão a laser variam de US$ 500 milhões a US$ 1 bilhão.
Mas também tem suas desvantagens.Os satélites de transmissão a laser são menos potentes: cada unidade gerará apenas 1 a 10 MW de potência. Mesmo que muitos dispositivos fossem lançados ao mesmo tempo, eles não seriam capazes de igualar a potência fornecida pelos satélites de transmissão de microondas. E como a potência é menor, será mais difícil transmitir energia através de nuvens pesadas e chuva.
O lançamento de painéis solares no espaço ajudará a resolvernão só problemas energéticos, mas também conflitos sociais e políticos. Atualmente, muitos países dependem do fornecimento de combustíveis fósseis, e o fornecimento limitado de petróleo e carbono está causando sérios conflitos internacionais. A energia solar ajudará a garantir a independência energética. Além disso, essa energia pode ser exportada para praticamente qualquer lugar do mundo.
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