¿Podemos poner paneles solares en el espacio?

El cambio climático está acelerando rápidamente la necesidad de cambiar a energías renovables y los paneles solares ya son una de nuestras mejores opciones.

Sin embargo, uno de sus pocos inconvenientes que tienen es que ocupan mucho espacio en la Tierra.

¿Qué pasaría si pudiéramos generar más energía solar en el espacio? No es una idea nueva: ya fue propuesta por primera vez en 1968 por el científico espacial Peter Glaser.

De hecho ya hay paneles solares en el espacio, y un proyecto europeo en camino, pero el altísimo coste puede acabar hasta con la mejor de las ideas.

¿Hay paneles solares en el espacio?

Los paneles solares ya están en el espacio, pero están limitados a un puñado de satélites y la Estación Espacial Internacional (ISS).

No hay paneles solares basados ​​en el espacio capaces de enviar electricidad a la Tierra, porque la tecnología necesaria no está aún desarrollada.

Además, aunque la idea es técnicamente factible, el presupuesto es monumental.

Sin embargo, y a pesar del inevitable obstáculo de la financiación, la Agencia Espacial Europea (ESA, siglas en inglés) ha abierto las puertas a la idea de los paneles solares en el espacio, a través del programa Solaris.

SOLARIS, la propuesta europea

Space-based Solar Panels (SBSP), es decir, paneles solares en el espacio, bajo el proyecto denominado SOLARIS.

Esta es la propuesta de la Agencia Espacial Europea (ESA, siglas en inglés) para ayudar a la completa descarbonización de Europa prevista para 2050.

El proyecto, en realidad es un anteproyecto que confirmará (o no) la viabilidad técnica y económica de las estaciones solares en el espacio.

Ni es una completa utopía, los estudios técnicos preliminares están hechos a falta de ponerlo en práctica de verdad, ni es una realidad – la factura, si al final se lleva a cabo, será monumental.

Hasta que se vea  si realmente compensa, el objetivo de SOLARIS será preparar el camino en estos dos años para tomar la decisión final en  sobre 2025.

Mientras tanto, e independientemente del resultado, merece la pena recordar los datos ‘espaciales’ que avalan, al menos, el intento de poner paneles solares allende el globo terráqueo.

El poder del sol

La Tierra recibe de forma continua 170.000 TW (teravatios) de energía. 1TW se compone de 1.000.000.000.000 watios, una increíble cantidad de ceros que solo refleja el poder de la estrella de nuestra Sistema Solar.

El 70% de la cifra anterior es absorbida por la atmósfera y el 30% restante vuelve al espacio por el efecto reflectante.

Pero no, no nos vamos a achicharrar si instalamos paneles solares en el espacio: incluso si ponemos 1000 satélites en forma de paneles solares, cada uno de ellos enviando 2 GW de energía a la tierra, solo se añadiría un 0, 0001% de la radiación solar ya existente. Un gigavatio (GW) tiene 1000 millones de vatios y tres ceros  menos que un teravatio.

Otros proyectos internacionales 

George Freeman, exministro de ciencia del Reino Unido, dijo en 2022 que el gobierno estaba tomando en serio una propuesta de £16 mil millones para construir una estación de energía solar.

Otros países que investigan la posibilidad son China y EE. UU., que tienen programas dedicados a la energía solar basada en el espacio.

China ya tiene una hoja de ruta para la energía solar basada en el espacio y ha afirmado que para 2030 generará un megavatio a partir de la tecnología.

Eso es 24 megavatios hora (mWh) por día en el espacio y 8760 mWh cada año, suficiente para alimentar a 3020 hogares del Reino Unido al año.

Para 2050, China tiene como objetivo tener la primera planta solar basada en el espacio completamente funcional.

Japón, India y Rusia son los otros jugadores importantes que exploran paneles solares en el espacio.

¿Funcionan mejor los paneles solares en el espacio?

Los paneles solares son mucho más efectivos en el espacio que en la Tierra porque pueden aprovechar la luz casi constante del sol.

El espacio no tiene ciclos de noche y día, por lo que los paneles solares solo pasan un máximo de 72 minutos a la sombra de la Tierra, e incluso ese tiempo es inusual.

Eso significa que pueden generar electricidad durante el 99% del año, sin ninguno de los obstáculos que enfrentan los paneles solares en la Tierra: sin nubes, sin temperaturas extremas que reduzcan la eficiencia y sin polvo.

Incluso en un día claro y soleado, los paneles solares de la Tierra pueden perder hasta el 55 % de la energía solar a través de la atmósfera del planeta.

El espacio no tiene atmósfera, por lo que los paneles solares en órbita reciben luz solar sin filtrar.

Un problema de los paneles solares en el espacio es que se degradan hasta ocho veces más rápido que los paneles solares en la Tierra, debido a factores como las partículas de alta energía y los desechos espaciales.

El material principal utilizado para los paneles solares en el espacio también es diferente: es arseniuro de galio, en lugar de silicio.

Este material tiene una calificación de eficiencia del 34 %, en comparación con la calificación típica del 18 al 23 % de los paneles basados ​​en silicio más eficientes.

Sin embargo, el arseniuro de galio es mucho más difícil de obtener que el silicio. Las concentraciones estimadas de arseniuro de galio en la corteza terrestre son de solo 17 partes por millón, o 0,0017 %.

En comparación, el silicio constituye la friolera de 27,7% de la corteza terrestre y, como resultado, es mucho más barato.

Debido a que el arseniuro de galio es tan raro, es casi seguro que el silicio constituirá la mayor parte de los paneles solares basados ​​en el espacio.

¿Cómo podrían proporcionar los paneles solares energía desde el espacio?

Los paneles solares basados ​​en el espacio pueden proporcionar electricidad a las personas en la Tierra transmitiendo energía directamente a las centrales eléctricas en tierra.

Eso suena a ciencia ficción, pero es exactamente cómo funcionará, aunque aún no nos hemos decidido por una solución única.

Un concepto vería espejos gigantes dirigiendo la mayor cantidad de luz solar posible hacia los paneles solares basados ​​en el espacio.

Los paneles solares convertirían la luz del sol en electricidad, que luego sería devuelta a una central eléctrica especialmente diseñada en la superficie de la Tierra como un rayo láser o de microondas.

Esta central eléctrica distribuirá inmediatamente la electricidad tal como la recibe del espacio y utilizará una serie de baterías solares de alta capacidad para almacenar el exceso de energía para su uso posterior.

Pros y contras de los paneles solares

¿Cuál es el futuro de la energía solar en el espacio?

La energía solar basada en el espacio es muy probable que funcione en un futuro no muy lejano  y, cuando se amplíe, nos proporcionará energía casi ilimitada.

Sin embargo, también es un reto. Los fabricantes deben dar grandes pasos para reducir el peso de los paneles solares, para que enviarlos al espacio no sea tan costoso.

Los avances en paneles solares de película delgada son, sin duda, una ventaja.

La estabilidad del satélite también es un tema complicado, ya que aún no podemos garantizar una potencia constante.

Construir la infraestructura en el espacio también es un gran desafío, aunque ya se está pensando cómo hacerlo, con ideas como la impresión 3D de células solares en velas solares plegables gigantes.

En teoría, se podría crear plantas de energía solar completamente en el espacio, por ejemplo, utilizando una impresora 3D a bordo de la ISS.

Pero incluso entonces, la pregunta es si tenemos tiempo para desarrollar la tecnología antes de que los impactos del cambio climático sean demasiado grandes.

Posiblemente, es mucho mejor trabajar en soluciones que no requieran la construcción de estructuras increíblemente complejas en el espacio, especialmente con las altísimas emisiones involucradas en los cohetes voladores.

También es posible proporcionar al mundo suficiente energía a partir de fuentes renovables en la Tierra. Los datos del gobierno de EE. UU. muestran el uso de solo 35.400 kilómetros cuadrados para paneles solares, aproximadamente del tamaño del lago Michigan,  generarían suficiente electricidad para todo EE. UU.

Resumen

La energía solar basada en el espacio es un concepto increíble que podría responder a muchos de nuestros problemas energéticos en la Tierra.

Hoy, las principales barreras son el costo y la viabilidad. Construir la infraestructura sobre el terreno ya es bastante difícil, pero poner esa misma infraestructura en el espacio es todo un reto.

El tiempo tampoco está de nuestro lado: la crisis climática ha llevado a la necesidad de desarrollar rápidamente soluciones ecológicas de vanguardia. Desgraciadamente, la energía solar en el espacio a la escala que necesitamos está a décadas de distancia para que dé sus frutos.

Por el momento, es más útil centrarse en poner fin a nuestra dependencia de los combustibles fósiles y seguir ampliando la cantidad de fuentes de energía renovable que utilizamos.