Eletricidade vinda do espaço: a fantasia se torna realidade

Mesmo com uma leitura superficial da literatura de ficção científica escrita por volta de meados do século 20, pode-se atentar para uma série de ideias sobre a solução do problema energético com a ajuda de tecnologias espaciais. Os autores mais ousados ​​geralmente “balançavam” em naves usando “energia de vácuo” para saltos interestelares. Pensadores mais racionais limitaram-se a propostas de uso da energia solar.

sol

A ficção científica soviética do período estava especialmente cheia de “jardins florescendo além do Círculo Polar Ártico”, graças aos enormes espelhos cósmicos que aqueciam essas áreas frias com a luz solar refletida.

Qualquer energia tem origem “solar”

Na verdade, a humanidade aprendeu a usar a energia solar… mesmo na Idade da Pedra! Sim, e não apenas na forma de “banho de sol” na ausência de nuvens no céu. Toda a vegetação da terra, que serve de alimento para os animais, cresce convertendo a energia da luz solar em reações químicas complexas de fotossíntese e nos processos mais importantes da vida vegetal.

E qualquer tipo de combustível disponível para as pessoas nos tempos antigos também tinha uma origem “solar”. Isto é madeira para o fogo, isto é óleo – os restos das mesmas árvores, processadas em “ouro negro” por dezenas de milhões de anos.

Já com o início da revolução industrial surgiram as hidrelétricas e, desde meados do século passado, a ciência domina a geração de eletricidade por meio da fissão de núcleos de urânio – e está perto de usar a fusão termonuclear. Este último, no entanto, em caso de sucesso, será apenas uma “cópia pálida” de processos semelhantes de reações termonucleares em fúria nas entranhas de nosso luminar.

Energia solar “sem intermediários”

Neste século, o rápido movimento do progresso científico e tecnológico, ao que parece, já se aproximou da linha em que a humanidade poderá satisfazer suas necessidades na obtenção de energia solar “sem intermediários” – diretamente. Em particular, devido às usinas de energia solar que operam com base em painéis solares. As conquistas correspondentes inspiraram especialmente todos os tipos de movimentos “verdes”, exigindo o rápido e completo abandono da energia tradicional baseada em combustíveis fósseis, incluindo o combustível nuclear.

Entretanto, no inverno atual, as fontes “renováveis” de eletricidade para substituir as tradicionais não foram capazes de suprir a demanda. Neste contexto, os preços mundiais do gás imediatamente saltaram várias vezes.

A razão é bastante simples: a notória “alternativa” não quer trabalhar a plena capacidade quando esta é especialmente necessária. Afinal, para o funcionamento ideal dos painéis solares, é necessária a iluminação máxima. E isso é alcançado apenas durante o dia, e mesmo assim apenas em horas próximas ao meio-dia.

De qualquer forma, as organizações que estão praticamente engajadas na instalação de painéis solares orientam imediatamente os usuários para o fato de que devem contar seriamente com seu retorno total de energia apenas no período das 9 às 16 horas do dia. Simplesmente porque antes e depois desse intervalo, os raios do sol começam a iluminar a Terra em um ângulo muito maior do que ao meio-dia, o que significa que eles precisam passar por uma camada muito mais espessa da atmosfera.

Em geral, esse padrão é conhecido há muito tempo por todos que querem tomar sol, mas têm pele muito delicada – recomenda-se sair ao sol apenas nas horas da manhã e da tarde, para não se “queimar”, ou seja, evitar receber queimaduras solares desagradáveis.

Mas afinal, mesmo ao meio-dia de um dia sem nuvens, a atmosfera da Terra absorve mais de 95% da energia da radiação solar. Ou seja, a eficiência dos raios de nossa luminária não excede 5%. E antes das 9 e depois das 16 horas, esse coeficiente fica ainda menor. Se aparecerem nuvens no céu, só teoricamente é possível falar sobre o funcionamento normal dos painéis solares.

Mas no inverno, os raios do sol incidem sobre a Terra em um ângulo muito maior do que no meio do dia de verão. O que se reflete proporcionalmente na eficiência das respectivas usinas. Isso sem contar os dias nublados muito mais frequentes no inverno.

Como resultado, as esperanças dos “verdes” europeus pela “morte iminente da energia tradicional” derreteram como fumaça, mas os preços de câmbio do “combustível azul” bateram todos os recordes.

Roskosmos se ofereceu para construir “usinas de energia solar”

No entanto, a capacidade de nivelar a maioria dos “calcanhares de Aquiles” da energia solar descritos acima ainda é possível. Somente para isso, tais usinas devem ser lançadas ao espaço. O desenvolvimento de um projeto correspondente foi relatado recentemente por cientistas russos que colaboram com a Roscosmos.

A essência desta proposta é o lançamento ao espaço na chamada “órbita síncrona sólida” (como são usadas para satélites que passam por um determinado lugar do planeta ao mesmo tempo) uma espécie de “central espacial”.

A área de seus painéis solares parece relativamente pequena, apenas 75 metros quadrados, mas apenas parece. Afinal, se lembrarmos as nuances acima da aplicação prática de tais painéis na Terra, cada “metro quadrado” do painel espacial em seu desempenho excederá seu “colega terrestre” em várias dezenas de vezes.

Mas como transferir a energia recebida para o planeta? Afinal, você não pode esticar fios no espaço, e mesmo com o uso de alguns fantásticos “superespelhos” a perda de energia na atmosfera será de pelo menos 95%.

Este obstáculo está planejado para ser superado com a ajuda de um laser. A potência de “pico” desses dispositivos há muito ultrapassou os terawatts (ou seja, mil trilhões de watts).

Lasers com potência constante em torno de 500 kW já eram uma “banalidade” há dez anos. Um feixe de laser estreito, praticamente não divergente, é capaz de penetrar na atmosfera como uma agulha e transmitir quase toda a energia acumulada no espaço para um dispositivo receptor na superfície da Terra.

A propósito, a “central espacial” também terá baterias suficientemente grandes capazes de acumular uma grande reserva de energia para sua transmissão posterior com um impulso quase instantâneo.

Além disso, esses satélites especializados podem ser usados ​​como uma espécie de “postos de gasolina espaciais”, compartilhando suas reservas de energia excedentes com “colegas” menos abastecidos de energia, outros satélites e naves espaciais.

É claro que ainda não estamos falando de “cultivar macieiras além do Círculo Polar Ártico”. As estações de recepção estão planejadas para serem localizadas em locais de difícil acesso, localizados, digamos, nas ilhas do Ártico, na taiga, nas montanhas e em outras áreas de difícil acesso. Em geral, onde as linhas de energia não podem ser estendidas e não é lucrativo construir uma usina, especialmente se os suprimentos tiverem que ser fornecidos por via aérea.

Por outro lado, este projeto da Roscosmos é apenas o começo. A cada ano, as tecnologias de fabricação de baterias solares e lasers estão sendo aprimoradas, e o custo de lançamento de cargas em órbita está diminuindo. Então, quem sabe, talvez em um futuro não muito distante, graças à energia “livre” do Sol, as regiões frias da Rússia realmente se tornarão adequadas para a agricultura.

Fonte: Pravda

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