Sistema chino de verificación del receptor terrestre de la estación de energía solar basada en el espacio. (Foto: Cuenta de Weibo de la Universidad de Xidian)
Por Deng Xiaoci
La construcción de la estación de energía solar de China basada en el espacio (SSPS por sus siglas en inglés) ha logrado un nuevo hito. El equipo de investigación de la Universidad de Xidian anunció recientemente que el sistema de verificación del receptor terrestre ha superado las pruebas, mérito que demuestra los avances nacionales en tecnologías clave.
El sistema de verificación en tierra del programa con nombre en código Zhuri (persiguiendo el sol), que según la universidad con sede en Xi'an, es el primero de su tipo en el mundo para un SSPS de cadena completa y sistema completo, que el 5 de junio terminó esa etapa de pruebas, logrando avances en la concentración de luz de alta eficiencia y la conversión fotoeléctrica, la conversión de microondas, la emisión de microondas y la optimización de la forma de onda, la medición y control de apunte de haz de microondas, la recepción y rectificación de microondas y el diseño de estructura mecánica inteligente, entre otras funciones.
Un panel de expertos dirigido por el investigador Wu Yirong, miembro de la Academia de Ciencias de China (CAS por sus siglas en inglés) asistió a la revisión in situ, y destacó que tal resultado denota un avance líder en el mundo y sienta las bases para el desarrollo chino de la tecnología de transmisión inalámbrica de energía de microondas de próxima generación y la tecnología de plantas de energía solar basada en el espacio.
Estas nuevas tecnologías presentan amplias perspectivas de aplicación.
El sistema de verificación de suelo se encuentra en el campus sur de la Universidad de Xidian. La torre de soporte del sistema es una estructura de acero de 75 metros de altura, y tiene cinco subsistemas: concentración de Omega y conversión luz-electricidad, transmisión y gestión de energía, y una antena receptora.
El principio de funcionamiento es determinar primero el ángulo hacia el que el condensador debe inclinarse de acuerdo con la posición del sol. Después de recibir la luz solar reflejada por el condensador, la matriz de células fotovoltaicas ubicada en el centro del condensador la convierte en electricidad de corriente continua. Luego, a través del módulo de administración de energía, la energía eléctrica es convertida por los cuatro sistemas de concentración y canalizada hacia la antena transmisora intermedia.
La energía eléctrica se convierte en microondas y se transmite a la antena receptora en forma de transmisiones inalámbricas, antes de que la antena receptora convierta la rectificación de microondas en corriente continua nuevamente, que se suministra a la carga.
La investigación y el desarrollo de China de su propia central eléctrica basada en el espacio se aceleraron desde que una propuesta obtuvo la aprobación estatal en 2013. Desde entonces, más de 130 expertos chinos organizados por 16 departamentos y agencias estatales, incluidos el Ministerio de Industria y Tecnología de la Información, la Comisión Nacional de Desarrollo y Reforma y el Ministerio de Ciencia y Tecnología, pasaron un año realizando un estudio de viabilidad.
Alrededor del mismo período, Duan Baoyan, miembro de la Academia de Ingeniería de China, y su equipo de investigación de la Universidad de Xidian, presentaron un diseño para la estación de energía solar basada en el espacio OMEGA, que en comparación con el plan ALPHA de Estados Unidos, es más fácil de controlar, tiene menos presión sobre la disipación de calor y es un 24 por ciento más eficiente en términos de relación potencia-masa (electricidad generada por la masa unitaria del sistema espacial).
Por ejemplo, Reino Unido imaginó que podría tener un demostrador en órbita para 2035, ya que más de 50 organizaciones británicas, incluidos pesos pesados como el fabricante aeroespacial Airbus, la Universidad de Cambridge y el fabricante de satélites SSTL, se unieron a la Iniciativa de Energía Espacial del Reino Unido lanzada en 2021, que "ha establecido un plan de desarrollo de 12 años que podría ver en el 2035 una planta piloto de energía, con ensamblaje por robots en órbita y transmisión de gigavatios de energía desde el espacio a la Tierra", destacó el 27 de abril el presidente de la Iniciativa, Martin Soltau.
“Compensando los desafíos del uso de la energía solar en el suelo de la Tierra, como el clima lluvioso y nublado, y el cambio del día a la noche, la construcción de una estación de energía solar en el espacio, y específicamente en la órbita geosíncrona, podría proporcionar una eficiencia energética 35 veces mejor que el rendimiento de las centrales fotovoltaicas en la Tierra”, explicó Pang Zhihao, experto espacial.
“Las perspectivas de aplicación podrían ser muy amplias”, aseguró Pang. "Por ejemplo, durante la fiebre de viajes del Festival de la Primavera, muchos pueden cargar sus vehículos eléctricos en cualquier lugar y en cualquier momento, sin preocuparse de tener que encontrar estaciones de carga en la carretera".
China podría construir para el 2030 una estación espacial de energía solar experimental y construir una estación de energía espacial comercialmente viable para el 2050, informó China News Weekly en 2021, citando una hoja de ruta aprobada en 2014.
De hecho, en una última actualización de la Academia China de Tecnología Espacial (CAST), principal fabricante de naves espaciales estatales del país, se planea llevar a cabo para el 2028 un "experimento de transferencia de alto voltaje espacial y transmisión de energía inalámbrica" en órbita terrestre baja.
El satélite será capaz de generar 10 kilovatios y transportar una matriz de células solares, una antena transmisora de microondas, una carga útil de transmisión láser de baja potencia, una matriz transmisora y una transmisión de energía de prueba a través de distancias de 400 kilómetros desde la órbita.
La actualización de los planes de CAST aparece en el documento "Tecnología de dirección de haz de potencia de microondas retrodirectiva de la central espacial solar", publicado el 2 de junio en la revista China Space Science and Technology.
(Web editor: 吴思萱, Zhao Jian)
