A energia solar baseada no espaço (SBSP) é uma ideia que tem sido promovida e ignorada alternadamente desde o seu início em 1968. Um sistema SBSP é basicamente um satélite composto por painéis solares transmitindo energia elétrica do espaço sideral para a Terra. É uma fonte de energia limpa com uma enorme capacidade de suprir necessidades futuras de energia. Há impactos positivos e negativos dessa tecnologia pesando sobre sua viabilidade atual. Então, vamos mergulhar e descobrir os prós e contras da energia solar baseada no espaço, juntamente com suas possíveis aplicações.
Prós e contras da energia solar baseada no espaço
A energia solar baseada no espaço (SBSP) é a processo de coleta de energia solar no espaço sideral e transmitindo-a sem fio para a Terra. Ela usa painéis solares instalados em satélites com refletores ou espelhos infláveis que direcionam a radiação solar para eles. Essa energia é então irradiada para a Terra por meio de um laser ou micro-ondas. Aqui, ela é recebida por meio de uma retena (uma antena de micro-ondas).
De acordo com a National Space Society, o SBSP tem o potencial de superar todas as outras fontes renováveis de energia combinadas. Ele pode fornecer grandes quantidades de energia com o menor impacto ambiental.
Para entender melhor o conceito e sua possibilidade de atender às nossas necessidades energéticas, vamos aprender mais sobre as vantagens e desvantagens da energia solar espacial em detalhes.
Prós de Energia solar baseada no espaço
1. Fonte limpa de energia
Energia solar espacial destaca-se das usinas de petróleo, gás, etanol e carvão, pois não libera gases de efeito estufa para a atmosfera. Ao contrário das usinas de carvão e nucleares, a energia solar espacial não requer ou depende de suprimentos limitados de recursos de água doce.
A energia solar espacial não compete com outras fontes de energia, como bioetanol ou biodiesel, por terras agrícolas que estão gradualmente se tornando escassas. Além disso, não há dependência de fertilizantes à base de gás natural.
2. Transporte fácil
Usar energia solar do espaço pode criar uma demanda grande o suficiente para desenvolver uma maneira barata de transportar coisas para o espaço. Ao fazer isso, o potencial econômico dos recursos do sistema solar será desbloqueado.
3. Oportunidades de emprego
O uso da energia solar espacial pode criar mais empregos, e ajudar a resolver problemas de segurança energética e mudanças climáticas aproveitando a experiência na indústria aeroespacial.
4. Confiável
A quantidade de energia solar espacial disponível é enorme e está acessível 24 horas por dia, algo que não pode ser alcançado pela energia solar terrestre e instalações de energia eólica. Ele opera sem esforço, sem ser afetado pela cobertura total de nuvens, presença de luz do dia ou velocidade do vento. Usá-lo significa reduzir ou nenhuma dependência de países imprevisíveis ou hostis para obter petróleo.
5. Mais seguro
A energia solar espacial é vantajoso sobre as usinas nucleares pois não gera resíduos tóxicos que devem ser armazenados e monitorados com segurança por centenas de anos. É melhor para o meio ambiente do que carvão e combustíveis nucleares porque não precisa de mineração prejudicial.
6. Ilimitado
Aqui vem o próximo benefício da lista de prós e contras da energia solar baseada no espaço. Pode fazer os países independente em termos de energia reduzindo a dependência de fontes de energia da Terra e, assim, diminuindo a competição por recursos limitados.
7. Alcance amplo
A utilização de energia solar baseada no espaço permite a possibilidade de exportar energia para qualquer lugar do mundo. Essa energia pode então ser adaptada para atender às necessidades locais, como produzir metanol em áreas como a Índia rural sem acesso à eletricidade. Uma de suas aplicações potenciais é a dessalinização da água do mar. A usina solar espacial do mesmo tamanho fornece 13 vezes mais energia do que uma usina terrestre de tamanho similar. Com isso, chegamos ao fim das vantagens da energia solar espacial, vamos ler sobre as desvantagens.
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Contras of Energia solar baseada no espaço
1. Construção
Uma grande desvantagem dos satélites de energia solar baseados no espaço é a complexidade envolvida na sua construção, especialmente quando se trata de satélites com grandes estruturas. Para construir grandes satélites, quantidades significativas de material são necessárias para serem lançadas ao espaço. Montar, manter e substituir esses materiais também é crucial ao longo do tempo. É um processo periódico caro e demorado e, com custos tão altos, parece impraticável.
2. Alto custo de desenvolvimento
O desenvolvimento da energia solar espacial é um processo caro. É essencial comparar as despesas de desenvolver energia solar espacial com os custos de não persegui-la. Construir esses sistemas no espaço é custoso porque um grande número de lançamentos de ônibus espaciais são necessários para transportar todos os materiais necessários.
Para o baixo custo: 4,000 toneladas métricas (4M kg) x $9,000 de custo de lançamento por kg, estima-se em cerca de 36 bilhões de dólares. Para 80,000 toneladas métricas (80M kg) x $43,000 de custo de lançamento por kg, estima-se em cerca de 3.4 trilhões de dólares.
3. Alta Manutenção
Enviar energia solar do espaço para a Terra é caro, mas é mais difícil e dispendioso manter os componentes no espaço. Na Terra, componentes de painéis solares degradados ou com mau funcionamento são substituídos e reinstalados em questão de horas ou dias, no geral. Mas isso não é feito tão facilmente no espaço.
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4. Risco potencial
Os painéis solares no espaço enfrentam muitos perigos, incluindo o espaço detritos, asteroides, poeira e radiação forte (não filtrada) do sol. Tudo isso representa um dano potencial à integridade do sistema solar baseado no espaço.
5. Vida útil curta
Os painéis solares no espaço têm uma vida útil mais curta devido ao ambiente espacial hostil quando comparado aos painéis solares na Terra. Isso novamente precisa de substituição, o que requer o lançamento de materiais no espaço, levando a mais despesas. Esta é uma das principais desvantagens na lista de prós e contras da energia solar baseada no espaço.
6. Degradação rápida
O processo de degradação de painéis solares no espaço é significativamente maior do que a degradação dos painéis solares na Terra, cerca de oito vezes maior.
7. Desperdício
O transporte de energia para a Terra pode representar riscos. Além disso, inclui perda significativa de energia durante o processo de transporte.
Requisitos para energia solar espacial
Para que a energia solar espacial se torne uma realidade, é essencial ter a tecnologia e a infraestrutura necessárias.
1. Transmissão de energia fácil e eficaz
É vital avaliar a transmissão de energia dos satélites para a superfície da Terra, com o mínimo impacto ambiental.
2. Construção e operações em órbita em larga escala
Os satélites de energia solar requerem um tamanho grande para coletar uma quantidade significativa de energia, muito maior que a Estação Espacial Internacional (ISS), que atualmente é a maior nave espacial já construída. No entanto, esses satélites serão menos complexos do que a ISS porque serão feitos de muitas partes idênticas.
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3. Veículos de lançamento ecológicos de baixo custo
Veículos de lançamento projetados para uso único têm sido caros e, quando usados com frequência, podem contribuir para a poluição da atmosfera. No entanto, várias empresas privadas estão atualmente trabalhando no desenvolvimento de veículos de lançamento mais baratos e reutilizáveis como uma solução para esses problemas.
Aplicações de energia solar baseadas no espaço
Durante pesquisas contínuas por vários anos, os pesquisadores acreditam que o SBSP pode ter vários usos, mas principalmente na geração de eletricidade e aplicações espaciais.
1. As principais aplicações do SBSP são: infraestrutura espacial de energia, satélites, veículos espaciais e veículos espaciais.
2. Substitua combustível fóssil usinas de energia como uma fonte de energia reserva durante períodos em que a geração eólica e solar é baixa.
3. Outras aplicações potenciais incluem: fornecimento de água doce através do processo de dessalinização da água do mar.
4. A Airbus quer usar a energia solar produzida no espaço para ajudar a reduzir a alta pegada de carbono da aviação. Não eliminará o uso de combustíveis fósseis em aviões, mas pode reduzir a quantidade de gases de efeito estufa liberados por aviões. Poderia possivelmente aumentar o alcance da aeronave no futuro.
5. Pode ser utilizado para produzir substâncias líquidas que têm imenso potencial como produtos químicos industriais, combustíveis, materiais de construção ou produtos, de acordo com o diretor da Liquid Sunlight Alliance da Caltech.
Depois de aprender sobre os prós e contras da energia solar espacial e sua aplicação, vamos descobrir qual é o futuro do sistema SBSP.
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O futuro do sistema de energia solar baseado no espaço
A energia solar a partir do espaço é uma opção viável e se expandido, pode nos oferecer uma fonte abundante de energia. No entanto, também é incrivelmente desafiador. Para reduzir o alto custo de enviar painéis solares para o espaço, os fabricantes precisam reduzir significativamente seu peso por meio de grandes avanços. Painéis solares de película fina aprimorados podem ajudar.
Cientistas e pesquisadores espaciais estão trabalhando para gerar um feixe preciso e mantido que possa garantir potência consistente junto com satélites estabilizadores. Os países já estão tomando medidas para tornar essa tecnologia operacional o mais rápido possível.
1. China
- Já lançamos um pequeno satélite solar na estratosfera em 2021 para aproveitar a energia dos sistemas de energia solar baseados no espaço.
- Ela planeja gerar cerca de 1 megawatt de energia até 2030 e, até 2050, desenvolver uma usina solar espacial comercialmente viável.
2. Japão
- Pesquisadores obtiveram sucesso na transmissão de energia elétrica sem fio por meio de micro-ondas, o que é um grande avanço.
- Os sistemas SBSP fazem parte de suas futuras visões de exploração espacial.
3. Estados Unidos
- Parceria de US$ 100 milhões entre Laboratório de Pesquisa da Força Aérea dos EUA e Northrop Grumman para avançar a tecnologia SBSP.
- Iniciativa de Energia Solar Espacial de US$ 17.5 milhões para desenvolver tecnologia SBSP e gerar energia a um custo menor.
- Pesquisar sistemas de lançamento reutilizáveis para reduzir o custo de montagem e lançamento do SBSP.
- Utilizando novas tecnologias, o conceito SPS-ALPHA MARK-II tornou os projetos SBSP economicamente viáveis.
As fontes de energia renováveis têm o potencial de atender às necessidades energéticas do mundo na Terra. Com apenas 22,000 milhas quadradas de painéis solares, equivalente à área do Lago Michigan, todos os Estados Unidos teriam eletricidade suficiente, segundo dados do governo americano.
A disponibilidade de combustíveis fósseis é limitada, e eles são suscetíveis ao esgotamento em algum momento no futuro próximo. Pesquisas e investimentos estão abrindo caminho para um futuro brilhante para o sistema SBSP, que seria uma opção realista e viável. Embora haja uma série de prós e contras da energia solar baseada no espaço, ainda negligenciar uma possível solução energética não seria uma decisão sensata.
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