Transmisión de energía solar desde el espacio

Despertar la curiosidad en los jóvenes por estudiar la energía solar desde el espacio fue el objetivo de la charla La transmisión de energía solar desde el espacio, que impartió el maestro Julio César Castillo Urdapilleta, director de Seguridad Espacial en la Agencia Espacial Mexicana (AEM).

En el marco de la Semana Nacional del Emprendedor, realizada en Expo Bancomer en la Ciudad de México, explicó los elementos básicos de cómo funciona la generación de energía renovable con énfasis en la transmisión de energía solar desde el espacio, así como los retos para su aplicación.

“Queremos despertar la curiosidad de los jóvenes, darles los elementos básicos de cómo sucede y funciona; además de hablar de los retos que se tienen. Sabemos que el cambio climático, la degradación de los recursos naturales y el agotamiento de los recursos renovables y energéticos es un tema de los grandes retos que hay para el siglo XXI y para poder garantizar los recursos del planeta”.

Comentó que anteriormente la mayor parte de la energía que se producía en todo el planeta era a partir del petróleo y de los combustibles fósiles, y en la medida que se han ido adoptando estos recursos, se han dado cuenta que esa generación de dióxido de carbono (CO₂) ha sido el resultado de la combustión del petróleo, lo cual está ocasionando el cambio climático.

“La humanidad se ha ido moviendo hacia el desarrollo de las energías renovables, energías que son más amigables con el medio ambiente. México es un país con gran desarrollo (…) En el Plan de Desarrollo de esta administración, una de las metas es elevar sustancialmente la generación de energías renovables y el reemplazo de energías fósiles que había”, agregó.

Algunos sistemas más conocidos de energías renovables son la energía eólica, hidroeléctricas, pequeñas hidroeléctricas, energía solar en tierra, como paneles solares que están interconectados y generan una cantidad suficiente de energía, y la geotermia.

Recordó que en 1941, Isaac Asimov publicó la novela Reason en donde una estación espacial transmite energía del sol hacia varios planetas usando microondas. En este sentido, el concepto de transmisión de energía sin cables, fue descrito en 1968.

Pero fue en 1973 cuando Peter Glaser ganó la patente de Estados Unidos por su método para transmitir energía sin cables a grandes distancias usando microondas. Actualmente continúan las investigaciones.

Cómo opera el panel solar

De acuerdo con el maestro, un panel solar colecta energía ininterrumpida de alta intensidad usando espejos gigantes para enviar los rayos solares a un colector más pequeño, la radiación se transmite a la Tierra como microondas a una estación terrena aproximadamente del tamaño de una isla pequeña.

“Lo que se conoce como factor de planta, que es la capacidad que puede generar una máquina determinada siempre es menor. El factor de planta solar es de los más bajos, ya que oscila entre el 20 y 40 por ciento por la nubosidad, el día y noche, y no genera al 100 por ciento y constantemente energía en estos sistemas”.

Resaltó que los beneficios que ofrece la transmisión desde el espacio, es que en el espacio no existen estas pérdidas de energía. “Se podría transmitir capturando en el orden de un 95 por ciento de energía directamente hacia la Tierra, ya fuera a través de microondas o de láser, esto impide que haya disipaciones de energía al pasar de la atmósfera; otra cosa que sucede, es que en el espacio no hay día y noche y constantemente recibe luz, las 24 horas del día, los siete días de la semana durante los 365 días del año. Es una fuente de luz inagotable y constante de generación de energía”.

Tipos de satélites

El directivo describió los dos tipos de transmisión de satélites que son los de microondas y láser. “Los de microondas se envían a la órbita geoestacionaria, son por la distancia que hay de la Tierra hacia la órbita y son tres”.

El primero es el de órbita LEO (conocido como órbita baja, del inglés Low Earth Orbit) que va alrededor de los 300 a los tres mil kilómetros, son los satélites de observación porque tienen que estar cerca de la Tierra y están todo el tiempo señalando hacia los puntos dentro de su trayectoria en la órbita. De órbita media, son de geolocalización como los GPS (por las siglas en inglés de sistema de posicionamiento global), como son los que están en los smartphone.

Y los de órbita geoestacionaria o GEO, que es el recurso más limitado que existe en el espacio, la distancia es de tres mil 600 kilómetros de la Tierra hacia la órbita y está alrededor del ecuador, una línea paralela y es geosíncrona, que se mueve al mismo ritmo de la Tierra y siempre está enfocada en un mismo punto.

Respecto a los satélites de transmisión de láser, dijo que es de órbita baja, aproximadamente a 400 kilómetros sobre la superficie de la Tierra, pesa al menos 10 toneladas, que es tan solo una versión de lo que pesa el satélite de microondas, su diseño es más económico, más o menos 500 millones para enviar y operar, y requiere por lo menos de un lanzamiento.

Fuente: CONACYT.