En periodos de penuria energética se agudiza el ingenio de los científicos, así y coincidiendo con la gran crisis energética de los años 70, surgió la idea de colocar paneles fotovoltaicos en órbitas extraterrestres. Las ventajas en principio eran claras, allí no hay nubes, no hay periodos de día y noche ni amortiguamiento de la luz solar, la energía solar recibida y, por lo tanto, generada sería muy superior a la que se produce con la misma tecnología en la superficie terrestre.
Aunque la tecnología era viable, los bajos rendimientos de las placas fotovoltaicas y la gran cantidad de ellas que habría que desplazar miles de kilómetros hacia económicamente imposible su explotación comercial. Sin embargo, en la actualidad con el agotamiento de las reservas de combustibles fósiles, la necesidad de reducir las emisiones de gases efecto invernadero y sobre todo por el gran avance de la tecnología fotovoltaica, esta tecnología está de nuevo en auge planteándose las más importantes agencias espaciales mundiales (NASA, ESA y JAXA americana, europea y japonesa, respectivamente) serios proyectos de implantación de sistemas extraterrestres de generación energía eléctrica que será transmitida mediante microondas o láseres al lugar y en el momento en el que esta energía se necesita.
Los estudios de viabilidad indican que en 15 o 20 años los costes de generación estarán entorno a 7c$ por kWh útil, recuperándose la inversión inicial de la instalación en un año aproximadamente.
[Mª Jesús Marcos Crespo]
En la década de los 70 y en plena crisis del petróleo los científicos se plantearon la posibilidad de proporcionar energía solar limpia del espacio directamente a la Tierra o a una base lunar. Las ventajas de esta idea respecto a las plantas solares terrestres son innumerables: ausencia de nubes, ciclos día-noche y una potencia de radiación de 1360 W/m2 lo que supone ocho veces más luz solar que en la mejor superficie terrestre. La crisis del petróleo fue superada y la idea volvió al cajón de las ideas esperando hasta la actualidad. El incremento de los precios del petróleo, la limitación de las reservas y la necesidad de reducir las emisiones de efecto invernadero han provocado que de nuevo se vuelva la vista a esta tecnología denominada en inglés SPS.
Aunque la tecnología fue inventada hace más de 40 años, el concepto SPS fue inventado por un checo (Peter Glaser de Arthur Little) en 1968 y la NASA la está estudiando desde 1970, en principio como sistema de generación de energía eléctrica a los satélites con la idea de sustituir los actuales sistemas de generación nucleares
En la actualidad, y ya planteándose la generación de electricidad para consumo en la Tierra, la NASA ha seleccionado 23 propuestas diferentes de Energía Solar Espacial (SPS) dirigidas al desarrollo de generación, transmisión y recepción de la energía solar desde el espacio exterior a la Tierra. Los principios técnicos de funcionamiento de esta tecnología son conocidos y convencionales, se basan en la colocación de gigantescas estructuras con paneles fotovoltaicos en órbitas geoestacionarias, estos paneles transforman la luz solar en energía eléctrica que posteriormente se transmite a la tierra mediante sistemas inalámbricos de conversión- transmisión (microondas o láseres ) y que serán recogidos en la tierra mediante antenas denominadas también retenas y un rectificador que la transformará de nuevo en energía eléctrica. El proyecto contará con una financiación de 5.4M$ y se seleccionarán los proyectos que demuestren la viabilidad comercial del sistema, es decir que la energía obtenida sea económica y aceptable medioambientalmente.
Según un estudio del Instituto de Investigación en Energía de EEUU(EPRI) 1 km2 de paneles en órbita geoestacionaria recibirían en un año más energía que todas las reservas de petróleo conocidas.
Si la tecnología era viable hace 30 años, la pregunta que deberíamos plantearnos es por qué esta tecnología no ha salido adelante o que es lo que ha cambiado para que volvamos a la vista a ella, las respuestas son simples, el porqué se abandonó lo responde el estudio de viabilidad técnica y económica que en los años 80 realizaron el DOE (Departamento de Energía Americano ) y la NASA (Agencia Espacial Europea) para el desarrollo de un sistema que generase 5GW útiles, el resultado del citado estudio fue que el proyecto costaría nada más y nada menos que 275.000 M$, razón más que suficiente para abandonar la idea.
A la pregunta de sí tiene sentido volver a retomar la idea la respuesta es claramente positiva: hace 30 años esta tecnología estaba muy lejos de ser económicamente rentable. Por aquél entonces las células fotovoltaicas tenían una eficiencia entorno al 6-7%, en la actualidad esta eficiencia se ha incrementado hasta valores del 40-50% (500-625W/m2) con células fotovoltaicas de concentración que además reducen la superficie y, por lo tanto, el peso y el volumen (que al tener que transportarlas al espacio exterior es un factor fundamental), el problema a resolver en estas tecnologías fotovoltaicas de concentración es la temperatura que alcanzan las células ya que parte de la energía incidente se transforma en calor, para resolver este problema se esta trabajando en recubrimientos selectivos que reflejen esa parte del espectro que no se utiliza o el aprovechamiento de esa energía en células termo-fotovoltaicas.
Por otra parte, los sistemas de conversión electricidad-microondas espacial y microondas-electricidad terrestre han pasado de una eficiencia del 10% en los años 70 a más del 40% en la actualidad y finalmente el otro elemento en cuestión que es la transmisión inalámbrica se ha incrementado desde el 20% hasta el 80-90% de los amplificadores de estado sólido. Con el fin de evitar posibles problemas en el caso de que el rayo transmitido incidiera sobre personas la potencia de los mismos se limita a 100-200 W/m2 que corresponde a la radiación incidente normal al mediodía en verano. La utilización de láser en vez de microondas también se está barajando, pero no es posible aplicarla ya que hay un tratado EEUU-URSS que impide la utilización de láseres de alta energía en el espacio.
Con respecto a cuando podrá ser viable esta tecnología, se plantea que en 2008 se hagan las primeras pruebas de transmisión de energía desde el espacio, en 2011-2012 se implemente un sistema de 1MW y en 2025 se llegue a 2GW de potencia instalada.
La estimación de costes de esta tecnología indica que en la actualidad se encontrarían entorno a los 60-80 c$/kWh útil (incluyendo los costes del primer sistema) frente a los 5-6c$/kWh con sistemas de generación convencionales, pero que a medida que se desarrolle la tecnología y se incorpore al mercado el coste bajará estimándose que en 10-12 años estaría entorno a 7-10 c$/kWh y todo esto con una energía limpia, sin ningún tipo de impacto ambiental o visual, necesidad de cables de transmisión, emisión de gases...
En las imágenes se muestran diferentes tecnologías propuestas, un disco gigante en el primer caso y torre en el segundo, en ambos casos con dos pequeños paneles se daría energía a un satélite de comunicaciones, con 4 a un robot sonda interplanetario, con 6 a naves espaciales y con 20 a una base lunar