La idea para que las placas solares también produzcan energía por la noche: una constelación de espejos

Científicos de la Universidad de Glasgow están trabajando en el diseño de reflectores orbitales para alumbrar las granjas solares después del atardecer.

9 febrero, 2024 03:57

Izan González @izangc

La intermitencia en la generación de electricidad es el principal hándicap al que tienen que enfrentarse todas las renovables. Aunque los emplazamientos se estudian de forma muy pormenorizada para aprovechar al máximo las condiciones climáticas de cada punto geográfico, existen algunos aspectos que, hasta ahora, son insalvables. El más directo y obvio es la noche para la energía fotovoltaica, momento en el que la generación cae a cero mientras la instalación espera a un nuevo amanecer.

Estas características en España puede que no sea un gran inconveniente, principalmente en el sur y este peninsular donde las horas de sol —y de día— al año son de las más altas de Europa. Pero en otras latitudes supone un factor decisivo que las hacen poco rentables si se comparan con otras como la eólica.

La Universidad de Glasgow, situada en una de las regiones con peor clima y días más cortos de todo el Viejo Continente, se encuentra actualmente trabajando en un nuevo método revolucionario para que las placas continúen produciendo energía cuando cae la noche. "Tecnologías que pueden haber parecido inverosímiles o innecesarias en un mundo satisfecho con combustibles fósiles baratos y abundantes pueden ser necesarias en la carrera por descarbonizar nuestras fuentes de energía", tal y como explican.

Representación de reflectores apuntando a tierra firme Solspace

Al mismo tiempo, "los costes de envío de materiales al espacio están disminuyendo y las tecnologías disponibles para desplegar en el espacio se están volviendo más sofisticadas". Tomando las dos últimas premisas como punto de partida, el objetivo de los científicos escoceses es el que poner en órbita una serie de espejos gigantes que reflejen la luz hacia las granjas de paneles solares. Para que la producción no se detenga nunca. Una idea que replica el sistema de espejos del pueblo italiano de Viganella o heliostatos como la Universidad de Córdoba, pero a nivel espacial.

Espejos en órbita

El proyecto ha sido bautizado con el nombre de Solspace y está liderado por el profesor Colin McInnes. Cuenta con el apoyo de una subvención avanzada de 2,5 millones de euros para 5 años de investigación sobre "nuevas formas de maximizar la generación de energía solar", tal y como recogen en un comunicado.

El fin de Solspace es idear, desarrollar y demostrar "estrategias para aumentar la cantidad de energía producida por futuras granjas de energía solar a gran escala y en todo el mundo". El planteamiento pasa por la creación de una constelación de satélites reflectores muy delgados —como una gasa— que "redirigirían la luz solar desde la órbita" y hacia los paneles en tierra firme.

Se centrará en proporcionar energía en los momentos de gran demanda por parte de los usuarios que, en muchas ocasiones, coinciden con los de la mínima producción solar. Por ejemplo, durante el invierno a mitad de la tarde cuando las calefacciones comienzan a funcionar a pleno rendimiento y el Sol ya no alumbra.

Representación de un tren de espejos orbitales enfocando a una granja solar Andrea Viale

Según explican, los científicos participantes en Solspace se encuentran investigando las órbitas y estrategias de control más eficientes para los reflectores. "De modo que puedan generar la máxima energía adicional en tierra y minimizando la luz parásita que llega hasta la superficie".

El equipo también está investigando diseños para los reflectores solares colocados en órbita. En aspectos clave como el método de fabricación y ensamblaje y el impacto económico de la energía adicional que aporta a las granjas solares.

Tienen previsto que cada uno de los satélites despliegue un único reflector de formato hexagonal y fabricado de Kapton aluminizado, un material en forma de película con el que se recubren algunas partes de los satélites ya que proporciona una gran estabilidad térmica. Cada uno de los lados podría alcanzar los 250 metros con un área total de 162.380 metros cuadrados cada uno de ellos.

El planteamiento es que estos reflectores sean capaces de dirigir el reflejo solar en plena órbita empleando giroscopios accionados eléctricamente, un método que emplean algunos satélites para estabilizarse. Al acelerar y desacelerar estos giroscopios se genera un momento angular que proporciona cierta movilidad para rotar el espejo en cualquier dirección.

Modelo de orbitador Andrea Viale

Se estima que pueden establecerse a unos 900 km de altura respecto a la superficie terrestre —la ISS se encuentra a 400 km— y el equipo científico indica que cada uno de los reflectores podría iluminar un área de 10 kilómetros cuadrados en la superficie durante aproximadamente 17 minutos. Generando alrededor de 35 MWh de energía extra por pasada.

Los reflectores de Solspace trabajarían en matrices de orbitadores para aumentar el rendimiento. Una vez concluido su trabajo de 17 minutos, los reflectores girarían apuntando hacia el espacio hasta enfocar su siguiente granja solar en tierra firme. Según recoge New Atlas, si se pudiera planificar una ruta para llegar a 13 grandes parques solares cada día con 5 reflectores en órbita, el sistema podría entregar 284 MWh de energía solar al día.

La versión rusa

A pesar de tratarse aparentemente de una idea innovadora, la puesta en órbita de un reflector gigante tiene casi un siglo. El físico alemán Hermann Oberth, uno de los padres de la astrofísica y de los cohetes espaciales, publicó en 1929 un libro donde se recogía una idea muy similar a Solspace. Proponía que grandes reflectores orbitales se encargaran de la iluminación de las ciudades, la prevención de las heladas en los campos y proporcionar luz natural a los habitantes de las zonas más septentrionales del planeta.

La idea quedó relegada como una mera teoría hasta los años 80, cuando la agencia espacial Roscosmos, soviética primero y rusa después, rescató la idea de Oberth dando a luz el proyecto Znamya. La idea de los científicos bajo la batuta de Moscú era llevar a cabo una serie de experimentos con espejos en órbita apuntando directamente a la Tierra.

Espejo ruso Znamya-2 Roscosmos

El Znmya-2 fue el primero —y único, tras el fracaso de Znmya 2.5— en lanzarse a bordo de la nave carguera Progress M-15 desde el cosmódromo de Baikonur. Era octubre de 1992 y, tras una breve visita a la estación Mir, la M-15 se desacopló y soltó el espejo de unos 20 metros de ancho a principios de 1993.

El despliegue fue todo un éxito e iluminó con una banda de unos 5 kilómetros de ancho en tierra firme. El haz de luz atravesó Europa desde el sur de Francia hacia el oeste de Rusia a una velocidad de 8 km/s. Sólo unas horas después, el espejo ejecutó una reentrada atmosférica y se quemó sobre Canadá. El Znmya 2.5 se desplegó en febrero de 1999 y, con un diámetro de 25 metros, pretendía generar una banda luminosa de 7 kilómetros. Esta misión fracasó en el momento del despliegue inicial.