Este avance nos acerca a un mundo alimentado por energía renovable ininterrumpida que puede llegar a cualquier punto del planeta.
Investigadores del Proyecto de Energía Solar Espacial (SSPP) en Caltech han completado recientemente la primera transferencia de energía inalámbrica exitosa utilizando el llamado Microwave Array for Power-transfer Low-orbit Experiment (Matriz de microondas para el experimento de transferencia de energía en órbita baja, MAPLE).
La energía solar es la forma de energía renovable de más rápido crecimiento y actualmente representa el 3,6% de la generación mundial de electricidad. Esto la convierte en la tercera fuente más importante del mercado de las renovables, seguida de la energía hidroeléctrica y la eólica.
Se espera que estos tres métodos crezcan exponencialmente en las próximas décadas, hasta alcanzar el 40% en 2035 y el 45% en 2050. En total, se espera que las energías renovables representen el 90% del mercado energético a mediados de siglo, y la solar aproximadamente la mitad.
Sin embargo, para que se produzca esta transición hay que superar varios retos y problemas técnicos.
El principal factor limitante de la energía solar es su intermitencia, es decir, que sólo puede generar energía cuando hay suficiente luz solar disponible. Para solucionar este problema, los científicos llevan décadas investigando la energía solar obtenida desde el espacio («space-based solar power», SBSP), en la que satélites en órbita recogerían energía 24 horas al día, 365 días al año, sin interrupción.
Para desarrollar esta tecnología, los investigadores del Space Solar Power Project (SSPP) de Caltech acaban de completar con éxito la primera transferencia inalámbrica de energía mediante el instrumento Microwave Array for Power-transfer Low-orbit Experiment (MAPLE).
MAPLE fue desarrollado por un equipo de Caltech dirigido por Ali Hajimiri, Catedrático Bren de Ingeniería Eléctrica e Ingeniería Médica y codirector del SSPP. MAPLE es una de las tres tecnologías clave probadas por el Space Solar Power Demonstrator (SSPD-1).
Esta plataforma consiste en un conjunto de transmisores de microondas flexibles y ligeros controlados por chips electrónicos personalizados. El demostrador se construyó utilizando tecnologías de silicio de bajo coste diseñadas para captar energía solar y transmitirla a estaciones receptoras de todo el mundo.
CÓMO FUNCIONA
Cada módulo del SSPP tiene una masa aproximada de 50 kilogramos, lo que se equipara a los microsatélites, los cuales suelen tener un peso que oscila entre los 10 y 100 kg. En su estado compacto, cada unidad puede plegarse hasta formar un paquete de alrededor de 1 metro cúbico de volumen.
Una vez en posición, este paquete se desdobla hasta conformar una estructura plana cuadrada de aproximadamente 50 metros de diámetro. Esta estructura cuenta con células solares en una de sus caras y transmisores de energía inalámbrica en la contrapuesta.
El proyecto SSPP comenzó en 2011, cuando Donald Bren, miembro vitalicio del Consejo de Administración de Caltech, se puso en contacto con el entonces presidente de Caltech, Jean-Lou Chameau, para hablar de la creación de un proyecto de investigación SBSP.
Bren y su esposa (también fideicomisaria de Caltech) acordaron donar un total de 100 millones de dólares para financiar el proyecto, mientras que Northrop Grumman Corporation aportó otros 12,5 millones. La nave SSPD-1 se lanzó el 3 de enero a bordo de un Falcon 9 de SpaceX como parte de un programa de viajes compartidos y fue desplegada por una nave espacial Vigoride (proporcionada por la empresa aeroespacial Momentus).
Para que el SBSP sea viable, los satélites deben ser ligeros para que puedan lanzarse de forma rentable y flexibles de modo que quepan dentro de carenados de carga útil (similares al telescopio espacial James Webb (JWST)).
Harry Atwater, titular de la Cátedra Otis Booth de la División de Ingeniería y Ciencias Aplicadas, catedrático Howard Hughes de Física Aplicada y Ciencia de los Materiales y director de la Liquid Sunlight Alliance, es uno de los investigadores principales del proyecto. Como explicó en un comunicado de prensa de Caltech.
«La demostración de la transferencia inalámbrica de energía en el espacio utilizando estructuras ligeras es un paso importante hacia la energía solar espacial y un amplio acceso a ella en todo el mundo. Los paneles solares ya se utilizan en el espacio para alimentar la Estación Espacial Internacional, por ejemplo, pero para lanzar y desplegar matrices lo suficientemente grandes como para suministrar energía a la Tierra, el SSPP tiene que diseñar y crear sistemas de transferencia de energía solar que sean ultraligeros, baratos y flexibles».
Con información de Science Alert
