h1

Plantas de Energía Basadas en el Espacio

22 mayo, 2009

Scibook [Icon By Buuf]  Ciencia y Tecnología.

Rayos de microondas enviando electricidad desde el espacio para alimentar nuestros hogares puede sonar como un concepto salido de una obra de ciencia ficción, pero debido a un anuncio realizado recientemente por PG&E, es posible que en verdad lleguemos a ver una estación espacial de energía solar en el futuro cercano.

– Bridgette Steffen, Inhabitat Blog. PG&E Announces Solar Power From Space By 2016. April 20, 2009

La Pacific Gas and Electric Company (PG&E) anunció el 20 de abril pasado (ver aquí o aquí la noticia) que se asociará con SolarEn, desarrolladora y fabricante de equipo para fuentes renovables de energía, con el fin de proveer energía solar proveniente del espacio. Completado a más tardar durante el 2016, el costo del proyecto será de aproximadamente US$2,000 millones y consistirá principalmente de una estación espacial y varios satélites orbitando la Tierra a una altura de 35,000 kilómetros del ecuador. De acuerdo a PG&E, el sistema que esperan desarrollar permitirá generar 200 Megawatts de energía. Dicha energía será irradiada como microondas a la superficie terrestre y posteriormente convertida en electricidad para ser distribuida.

El funcionamiento

En algunos foros de discusión ven con mucho escepticismo esto y la mayoría se pregunta "¿Cómo es posible convertir microondas a electricidad?" Bueno, presento todo lo que viene detrás:

La producción de electricidad en el espacio a partir de la luz solar no es una tecnología nueva. La mayoría de los satélites artificiales que orbitan la Tierra y transbordadores espaciales están cubiertos por celdas y paneles fotovoltaicos que utilizan la luz solar como fuente de energía. Lo que nunca se había intentado era transmitir esta energía a la Tierra para su uso, o construir una plataforma de las dimensiones requeridas para lograrlo. Vale la pena mencionar que un sistema de energía solar basado en el espacio tiene un gran potencial, debido a que fuera de la atmósfera terrestre la densidad de energía solar es de 8 a 10 veces mayor que sobre la superficie; en el espacio no hay nubes o mal clima y si el satélite o estación se encuentra en la órbita correcta, no tendría que lidiar con los ciclos de día y noche, generando electricidad las 24 horas los 365 días del año.

Ahora bien, para realizar la transmisión de la energía recolectada por los paneles solares, se necesita un "cañón de electrones", o rayo láser, que pueda transmitir a un objetivo específico sobre la superficie terrestre. La "planta receptora" estaría compuesta por un campo de antenas como las de radar o telecomunicaciones, con una configuración parecida a las del Very Large Array en Nuevo México, Estados Unidos. Sin embargo, estas antenas serían de un tipo especial: llamadas rectenas (rectifying antenna o antena rectificadora), son básicamente antenas parabólicas con un diodo demodulador (también llamado rectificador) y cuya característica principal es la de convertir microondas a energía eléctrica:


Una rectena, utilizada para convertir energía de microondas a electricidad. En la foto, un prototipo desarrollado por la Agencia de Exploración Aeroespacial Japonesa (JAXA). (Fuente: Pink Tentacle)

Por otro lado, muchos se preocupan porque el haz de microondas o rayo láser puedan "freír" a las personas, plantas y animales en las cercanías de las rectenas receptoras. El detalle es que la referencia a "microondas" es más bien por la frecuencia de la señal: la utilizada para este tipo de aplicaciones sería de 2.45 Gigahertz, equivalentes a las "microondas" utilizadas por el WiFi, Bluetooth o los teléfonos inalámbricos. Así, la energía en las inmediaciones de la planta receptora sería equivalente a la que "escapa" de un microondas promedio, siendo algo tan seguro como los alrededores de una antena de telefonía celular.

En cambio, debido justamente a esta difusión del rayo origen, se pierde de forma significativa la energía transmitida. Es decir, la máxima eficiencia de transmisión por microondas oscila entre el 50% y 60%, y si la comparamos contra el 92.8% de eficiencia usando cables de cobre, podemos perder la fe en esta tecnología. Aunque, esto no la hace menos atractiva, pues otras fuentes renovables son mucho menos eficientes en su generación: por ejemplo, una turbina eólica tiene una eficiencia de 59% al convertir la energía cinética del viento en electricidad.

Unas cuantas cifras

Aunque sobre el papel todo suena muy bonito, debemos poner los pies en la tierra: el principal obstáculo para la adopción de este tipo de soluciones es el costo. En la actualidad, una estación de unos 4 Gigawatts de potencia tiene un costo de US$80,000 millones. Claro que, conforme avanza la tecnología, se espera que durante los próximos años pueda disminuirse el costo de estas plataformas, llegando a los US$20,000 millones por cada una. Entonces, ¿convendría desarrollar o adquirir esta tecnología? Usemos el caso mexicano:

México tuvo una capacidad de energía instalada por 49.9 Gigawatts para 2008. Con trece plataformas de 4 Gigawatts a US$20,000 millones cada una podríamos cubrir nuestras necesidades, pero el costo total ascendería a US$260,000 millones, que equivalen a todo el presupuesto federal mexicano (calculado en US$256,800 millones para el 2008). Sin embargo – y por ello estoy a favor de adquirir esta tecnología – los mexicanos ya hemos tenido que pagar sumas de dinero equivalentes: el mentado FOBAPROA nos ha costado el doble (US$552,000 millones) y el rescate carretero una cifra cercana (US$165,000 millones).

La mayor razón del por qué si, es que durante los 20 años de su vida útil, una plataforma solar de este tipo genera 175 Terawatts/hora, y usando el precio estándar de la Comisión Federal de Electricidad (CFE) de US$0.26 por kilowatt/hora, podrían proporcionar un ingreso de US$45,500 millones (ganancia neta de US$25,500 millones). Es decir, son rentables y prácticamente se pagan solas. Beneficios adicionales: no nos quemamos nuestro petróleo, gas ni carbón; se genera una importante demanda de empleos altamente calificados y se dejan de vertir en la atmósfera al menos 5,600 millones de toneladas de bióxido de carbono durante esos 20 años, que equivaldrían al 64.3% del total de emisiones para nuestro país.

Y de regreso a la Tierra

Pero bueno, entre que son peras o son manzanas, convendría desarrollar más nuestra industria de renovables. Por ahora estamos teniendo pequeños progresos, como Wal Mart que está instalando paneles fotovoltaicos en su almacén de Aguascalientes, o la granja de generadores eólicos que construirá Cemex en Oaxaca. También hay cada vez más proveedores de este tipo de dispositivos en México, y no son sólo distribuidores, sino también fabricantes.

A final de cuentas, si la CFE piensa en grande, tal vez en un futuro no muy lejano podríamos contar con plataformas de este tipo, porque de que hay lana, hay lana: después de todo, Pemex construirá una refinería en el estado de Hidalgo por US$10,000 millones; así que comparando el costo/beneficio sería mucho más eficiente invertir en energías del futuro, que construir infraestructura que en 15 años o menos será totalmente obsoleta debido al fin del petróleo.

About these ads

Deja un comentario

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Cerrar sesión / Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Cerrar sesión / Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Cerrar sesión / Cambiar )

Google+ photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google+. Cerrar sesión / Cambiar )

Conectando a %s

Seguir

Recibe cada nueva publicación en tu buzón de correo electrónico.

Únete a otros 29 seguidores

A %d blogueros les gusta esto: