La energía solar espacial, una alternativa para la descarbonización europea
Europa enfrenta el reto de alcanzar la neutralidad climática en 2050 en medio de un complejo entramado energético. La intermitencia de las renovables terrestres, los picos de demanda estacional —cubiertos en gran parte con gas natural— y la necesidad de reforzar la red eléctrica europea dificultan la transición hacia un sistema descarbonizado y seguro.
En este contexto, la energía solar espacial (SBSP, por sus siglas en inglés) se presenta como una opción emergente. Esta tecnología propone el uso de satélites en órbita geoestacionaria capaces de captar luz solar continua y transmitirla a la Tierra en forma de microondas. A diferencia de la energía solar y eólica terrestre, su principal ventaja sería la disponibilidad constante y libre de emisiones, reduciendo la dependencia del clima y la volatilidad de precios.
Según un estudio basado en simulaciones de un sistema eléctrico europeo totalmente descarbonizado, la viabilidad de la energía solar espacial depende de dos posibles diseños desarrollados por la NASA. El primero, aún en fase de desarrollo temprano, destaca por su gran potencial para generar energía solar de manera prácticamente continua. Se trata de un enjambre de heliostatos -dispositivos mecánicos que constan de uno o más espejos que se mueven para reflejar la luz solar continuamente hacia un punto específico- podría reducir entre un 7 % y un 15 % los costes del sistema eléctrico europeo. En ese escenario, este sistema podría sustituir hasta el 80 % de la capacidad eólica y solar y reduciría en más del 70 % la necesidad de baterías, aunque seguiría siendo indispensable el almacenamiento estacional con hidrógeno, señalan los autores del informe.
El segundo diseño, una matriz planar parcialmente intermitente, resulta menos competitivo. A sus costes previstos para 2050 se mantiene antieconómico, aunque serviría como plataforma más realista para primeras pruebas y demostraciones tecnológicas.
¿Cómo funciona la energía solar espacial?
Los paneles solares espaciales funcionarían de manera parecida a los satélites de comunicaciones: orbitarían la Tierra mientras se orientan para captar de forma óptima los rayos del sol. La energía recogida se enviaría a estaciones receptoras en la superficie terrestre en forma de microondas, que posteriormente serían convertidas en electricidad. La investigación, liderada por el King’s College de Londres, advierte que aún son necesarios importantes avances tecnológicos antes de que este sistema pueda implementarse a gran escala.
La siguiente figura ilustra las etapas principales del sistema, desde el despliegue del satélite en órbita hasta su integración en la red eléctrica terrestre.
(A) Proceso operativo paso a paso de un sistema SBSP, que incluye lo siguiente: (1) lanzamiento e instalación en el espacio, (2) recolección de energía solar, (3) conversión a electricidad y luego a microondas, (4) transmisión a la Tierra, (5) recepción y reconversión en tierra, y (6) entrega a la red.
(B) El innovador concepto de enjambre de helióstatos, que se deriva en gran medida de la arquitectura Alpha Mark III. Este diseño emplea reflectores y un concentrador central para enfocar la luz solar de forma continua durante todo el día, mediante módulos hexagonales de funcionamiento independiente, dispuestos en una configuración tipo colmena.
(C) El sistema de matriz planar maduro con arquitectura sándwich: captación solar por un lado y transmisión de microondas por el otro. Los módulos de potencia idénticos convierten la energía solar en energía de microondas y se controlan de forma inalámbrica mediante un bus central, mientras que las antenas orientadas hacia la Tierra mantienen la orientación mediante las fuerzas del gradiente de gravedad en GEO.
Los investigadores subrayan que el diseño de helióstatos ofrece el mayor potencial, pero requiere avances en ensamblaje orbital autónomo y operaciones avanzadas. En cambio, el modelo planar, más maduro, podría acelerar la experimentación y facilitar un despliegue inicial. Una estrategia escalonada que combine ambas aproximaciones, sumada a la reducción de los costes de lanzamiento espacial, podría ofrecer a Europa una alternativa rentable y resiliente.
No obstante, el camino hacia la energía solar espacial enfrenta importantes obstáculos: elevados costes iniciales, riesgos de desechos orbitales, cuestiones regulatorias sobre seguridad del haz y dudas en torno a la aceptación pública de estaciones receptoras de gran tamaño.
Aun así, el estudio concluye que, si estos desafíos se superan, la SBSP podría convertirse en un recurso estratégico para la seguridad energética europea, reduciendo las importaciones de gas y aportando una fuente limpia y constante que facilite la transición hacia el objetivo de cero emisiones netas en 2050.