Il governo del Regno Unito è secondo come riferito considerando una proposta da 16 miliardi di sterline per costruire una centrale solare nello spazio.

Sì, avete letto bene. L'energia solare basata sullo spazio è una delle tecnologie da inserire nel governo Portafoglio Net Zero Innovation. È stata identificata come una potenziale soluzione, insieme ad altre, per aiutare il Regno Unito a raggiungere lo zero netto entro il 2050.

Ma come sarebbe un centrale solare nello spazio lavoro? Quali sono i vantaggi e gli svantaggi di questa tecnologia?

Energia solare basata sullo spazio comporta la raccolta di energia solare nello spazio e il suo trasferimento sulla Terra. Sebbene l'idea in sé non sia nuova, i recenti progressi tecnologici hanno reso questa prospettiva più realizzabile.

Il sistema di energia solare spaziale coinvolge un satellite di energia solare, un'enorme navicella spaziale dotata di pannelli solari. Questi pannelli generano elettricità, che viene poi trasmessa in modalità wireless alla Terra attraverso onde radio ad alta frequenza. Un'antenna di terra, chiamata rectenna, viene utilizzata per convertire le onde radio in elettricità, che viene quindi immessa nella rete elettrica.

Una centrale solare spaziale in orbita è illuminata dal sole 24 ore al giorno e potrebbe quindi generare elettricità continuamente. Questo rappresenta un vantaggio rispetto ai sistemi solari terrestri (sistemi sulla Terra), che possono produrre elettricità solo durante il giorno e dipendono dalle condizioni meteorologiche.

Con la domanda globale di energia prevista in aumento di quasi il 50 per cento entro il 2050, l'energia solare spaziale potrebbe essere la chiave per aiutare a soddisfare la crescente domanda mondiale energia settore e affrontare l'aumento della temperatura globale.

Alcune sfide

Una centrale solare spaziale si basa su un design modulare, in cui un gran numero di moduli solari vengono assemblati da robot in orbita. Il trasporto di tutti questi elementi nello spazio è difficile, costoso e avrà un impatto sull'ambiente.

I peso dei pannelli solari è stata identificata come una sfida precoce. Ma questo è stato affrontato attraverso lo sviluppo di celle solari ultraleggere (un pannello solare comprende celle solari più piccole).

L'energia solare spaziale è considerata tecnicamente fattibile principalmente a causa dei progressi nelle tecnologie chiave, comprese le celle solari leggere, trasmissione di potenza senza filie robotica spaziale.

È importante sottolineare che l'assemblaggio anche di una sola centrale solare spaziale richiederà molti lanci. Sebbene l'energia solare spaziale sia progettata per ridurre le emissioni di carbonio a lungo termine, ci sono emissioni significative associate ai lanci spaziali, oltre a costi.

I razzi non sono attualmente completamente riutilizzabili, sebbene alle aziende piaccia spazio X stanno lavorando per cambiare questo. Essere in grado di riutilizzare completamente i sistemi di lancio ridurrebbe significativamente il costo complessivo dell'energia solare spaziale.

Se riusciamo a costruire con successo una centrale solare spaziale, anche il suo funzionamento deve affrontare diverse sfide pratiche. I pannelli solari potrebbero essere danneggiati dai detriti spaziali. Inoltre, i pannelli nello spazio non sono schermati dall'atmosfera terrestre. Essere esposti a una radiazione solare più intensa significa loro si degraderà più veloci di quelli sulla Terra, il che ridurrà la potenza che sono in grado di generare.

I efficienza della trasmissione di potenza wireless è un altro problema. La trasmissione di energia su grandi distanze (in questo caso da un satellite solare nello spazio al suolo) è difficile. Sulla base della tecnologia attuale, solo una piccola frazione dell'energia solare raccolta raggiungerebbe la Terra.

I progetti pilota sono già in corso

I Progetto di energia solare spaziale negli Stati Uniti sta sviluppando celle solari ad alta efficienza, nonché un sistema di conversione e trasmissione ottimizzato per l'uso nello spazio. Gli Stati Uniti Laboratorio di ricerca navale testato un modulo solare e un sistema di conversione di energia nello spazio nel 2020. Nel frattempo, la Cina ha annunciato progressi sul loro Stazione di energia solare spaziale di Bishan, con l'obiettivo di avere un sistema funzionante entro il 2035.

Nel Regno Unito, uno sviluppo di energia solare spaziale da 17 miliardi di sterline (compresi i costi operativi) è considerato un concetto praticabile basato sul recente Rapporto di consulenza Frazer-Nash. Il progetto dovrebbe iniziare con piccole prove, che porteranno a una centrale solare operativa nel 2040.

Il satellite solare avrebbe un diametro di 1.7 chilometri e un peso di circa 2,000 tonnellate. L'antenna terrestre occupa molto spazio; circa 6.7 ​​chilometri per 13 chilometri. Dato l'uso della terra in tutto il Regno Unito, è più probabile che venga collocato al largo.

Questo satellite fornirebbe 2 gigawatt di potenza al Regno Unito. Sebbene si tratti di un importo sostanziale, è un piccolo contributo alla capacità di generazione del Regno Unito, che è circa 76 gigawatt.

Con costi iniziali estremamente elevati e un lento ritorno sull'investimento, il progetto richiederebbe ingenti risorse governative e investimenti da parte di società private.

Ma con l'avanzare della tecnologia, il costo del lancio spaziale e della produzione diminuirà costantemente. E la portata del progetto consentirà la produzione di massa, che dovrebbe ridurre leggermente i costi.

Resta da vedere se l'energia solare spaziale può aiutarci a raggiungere lo zero netto entro il 2050. Altre tecnologie, come lo stoccaggio di energia diversificato e flessibile, l'idrogeno e la crescita sistemi di energia rinnovabile sono meglio compresi e possono essere applicati più facilmente.

Nonostante le sfide, energia solare spaziale è un precursore di interessanti opportunità di ricerca e sviluppo. In futuro, è probabile che la tecnologia svolga un ruolo importante nell'approvvigionamento energetico globale.

Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto una licenza Creative Commons. Leggi il articolo originale.

Immagine di credito: NASA, di pubblico dominio, tramite Wikimedia Commons

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• Fonte: https://singularityhub.com/2022/03/18/a-solar-power-station-in-space-heres-how-it-would-work-and-its-potential-benefits/