Sfrutta l’energia dove splende sempre il sole

Non ci avevamo pensato prima: al di fuori della nostra atmosfera, i pannelli solari non sono più ostruiti dalle nuvole o dal cambio del giorno e della notte. E se trasferissimo quell’energia solare dallo spazio alla superficie terrestre?

Inserisci Solaris, un nuovissimo progetto dell’Agenzia spaziale europea in cui verrà studiata la fattibilità dell’energia solare spaziale nei prossimi anni. E così la nostra elettricità potrebbe non arrivare vicino dai pannelli solari sui nostri tetti, ma da molto più in alto, dai pannelli sui giganteschi collettori solari in orbita lontana attorno al nostro pianeta.

Anche se sembra un’idea futuristica – il nome del progetto Solaris non è per caso anche il titolo di un film di fantascienza – è in circolazione da un po’. I satelliti e le sonde spaziali generano la propria elettricità da decenni. Già nel 1923, lo scienziato missilistico russo Konstantin Tsiolkovsky ha aperto la strada a un concetto in cui una rete di grandi specchi spaziali rifletterebbe la luce solare e la rispedirebbe sulla superficie terrestre sotto forma di raggi.

Al culmine del (primo) boom spaziale, alla fine degli anni ’60, gli ingegneri della NASA hanno escogitato un modo migliore per trasmettere energia dallo spazio alla Terra in modalità wireless: sotto forma di microonde. L’energia solare generata dai pannelli nello spazio viene prima convertita in microonde, dopodiché viene trasmessa a una stazione terrestre sulla Terra. essere riconvertito in elettricità lì.

Un vantaggio delle microonde, utilizzate anche per trasportare segnali di comunicazione, è che sono più penetranti fino alla copertura nuvolosa. Perché questo, ovviamente, è il grande vantaggio dell’energia solare nello spazio: non solo la luce solare al di fuori dell’atmosfera è molte volte più intensa che al di sotto dell’atmosfera, i pannelli solari possono essere posizionati nello spazio in modo tale che siano costantemente accesi – è già lì tutto il tempo. “Goodbye”, con un radioso “Space Weather” senza sosta.

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Quanto è grande un collettore solare così spaziale?

Un singolo pannello solare, o una serie di pannelli assemblati in un singolo collettore solare, coprirà più di un chilometro e peserà migliaia di tonnellate. Quindi ci vorrebbero molte missioni spaziali (e lanci) per mettere insieme un complesso. Questo non accadrà in orbita terrestre bassa, dove si trova, ad esempio, la Stazione Spaziale Internazionale ISS, ma in orbita geostazionaria, a circa 36.000 km dalla Terra. Il vantaggio di questa orbita è che un oggetto in essa ruota in modo sincrono con la Terra, in modo che la posizione relativa rispetto alla superficie terrestre rimanga sempre la stessa. Questa orbita è utilizzata anche dai satelliti per le comunicazioni per lo stesso motivo.

Confronto tra la Stazione Spaziale Internazionale (ISS) e un satellite con pannelli solari. Il primo si estenderà per circa 100 metri (simile a un campo da calcio), e il secondo sarà dieci volte più lungo.

In che modo l’energia raggiunge la terra?

La posizione fissa rispetto alla superficie terrestre è necessaria affinché l’elettricità generata dal collettore solare venga inviata alla stazione di terra. Ciò significa che la direzione del raggio a microonde non deve essere regolata ogni volta. Le microonde vengono riconvertite in corrente elettrica da speciali antenne.

Il fatto che l’energia venga trasmessa attraverso le microonde consente di focalizzare il raggio di energia in una certa misura, in modo che cada solo su una parte limitata della superficie terrestre. Dopotutto, è necessario un raggio focalizzato per mantenere l’efficienza della trasmissione sufficientemente elevata. Ma se la messa a fuoco è troppo ristretta, la densità di energia può diventare molto alta, specialmente al centro del raggio. L’esposizione ad essi può essere pericolosa per la vita umana o animale. Pertanto, è probabile che le stazioni terrestri vengano costruite lontano dalla civiltà, ad esempio nei deserti o in mare. Questo è il motivo per cui il progetto Solaris esamina più da vicino la sicurezza della trasmissione e la fattibilità tecnica ed economica.

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Anche le stazioni di terra si estenderanno in modo significativo nella regione. Poiché il raggio di energia non può essere perfettamente focalizzato sulla superficie terrestre – i collettori solari sono troppo lontani da essa – la stazione deve avere un diametro di almeno dieci chilometri.

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