La idea de Nicola Tesla, a finales del siglo XIX, de transmitir energía de forma inalámbrica, puede hacerse realidad en un futuro cercano. Tesla creía que se podían utilizar las ondas para transmitir información, sonido e, incluso, imágenes sin necesidad de cables. Su proyecto no llegó a ver la luz cuando Marconi consiguió realizar la primera retransmisión por radio. Motivo por el que los inversores que apoyaban a Tesla lo abandonaron. Sin embargo, ahora parece que está cerca la transmisión inalámbrica de energía solar desde el espacio.
¿Cuánta energía podemos aprovechar del sol?
Según estimaciones científicas, la energía solar que recibe la Tierra en un solo día sería suficiente para proporcionarnos electricidad a todo el planeta durante todo un año. Sin embargo, de momento no somos capaces de aprovechar toda esa energía y mucho menos almacenarla para los momentos de escasez.
En el caso de la energía fotovoltaica, se nos presenta un gran problema: los paneles solares únicamente pueden generar electricidad cuando les incide la luz del sol. Es por eso que, cuando hay nubes, la generación eléctrica disminuye sensiblemente. Además, por la noche, al no llegar los rayos del sol, no se genera nada de electricidad.
Ante este problema, algunos científicos han querido rescatar la idea original de Tesla para realizar la transmisión inalámbrica de energía solar desde el espacio. El propósito de esta investigación está claro: generar energía las 24 horas con plataformas lanzadas al espacio, y enviarla mediante microondas a receptores repartidos por la Tierra.
De esta forma, los paneles solares recibirían constantemente la radiación solar y generarían energía todo el tiempo. Por ello, no estarían condicionados por el movimiento de la Tierra a recibir la luz del sol solo durante unas horas. Además, la idea sería crear una red de plataformas espaciales interconectadas, de modo que se puedan transmitir la energía entre ellas para facilitarla al punto de la Tierra que la necesite en cada momento.
¿Cuáles fueron los primeros pasos para la transmisión de energía por microondas?
Fue durante finales de los años 60 del siglo pasado cuanto el Dr. William C. Brown consiguió alimentar un prototipo de dron de forma inalámbrica hasta una distancia de 15 metros. Sin embargo, el camino no fue fácil ni directo, al fin que ahora se persigue, es decir, la transmisión inalámbrica de energía solar desde el espacio.
Al principio de su carrera, Brown participó en la mejora del diseño de los radares de microondas de la Segunda Guerra Mundial. Los magnetrones de los radares antiguos eran osciladores y no resultaban adecuados para los radares de nueva generación. Brown ideó un dispositivo que denominó ‘Amplitrón’, el primer amplificador de campo cruzado, que convertía el oscilador del magnetrón en un amplificador de banda ancha. Este diseño fue patentado en junio de 1954.
Posteriormente, se utilizó esta innovación en un modelo de radar de la Armada estadounidense, también en los sistemas de misiles Hawk y Patriot, el radar de vigilancia de rutas aéreas comerciales y los sistemas de comunicaciones de alta velocidad del Apolo Lander.
• El dron sin baterías
A partir de ahí, Brown consideró que el Amplitrón podía convertirse en un amplificador de superpotencia, capaz de transmitir energía a través de las ondas. Sus primeros resultados se mostraron en 1964, cuando hizo una demostración en la que un dron alimentado por microondas de 2,45 GHz voló en sentido vertical hasta una altura de 15 metros.
El dron tenía una hélice conectada a una carga de elementos de “rectenna” que convertían directamente las microondas incidentes en corriente continua. Las microondas se transmitían a los elementos y el helicóptero voló durante más de 10 horas.
¿Qué tecnología se usará para la transmisión inalámbrica de energía solar desde el espacio?
La investigación se centra en las microondas y el rayo láser para realizar la transmisión inalámbrica de energía solar desde el espacio. Como tecnología capaz de realizar la transmisión de energía a un punto concreto, se está trabajando en un tipo de rayo láser. Funcionaría canalizando la energía solar concentrada en el espacio con un nuevo tipo de paneles solares hacia la Tierra, donde sería recepcionada por unas células fotovoltaicas.
Esta nueva tecnología pretende convertir de forma muy eficaz la luz láser en electricidad. Esto es posible generando un rayo láser monocromático, con una configuración específica y mediante un sistema de control muy preciso para determinar la orientación correcta hacia el receptor elegido.
Este sistema se convertiría en una forma muy eficiente de generar de electricidad al aprovechar toda la luz solar que reciban los captadores espaciales, y al transmitir esa energía al consumidor adecuado en cada momento.
• El proyecto chino para traer energía fotovoltaica a la Tierra
Para la recepción de la energía solar desde el espacio, investigadores de la universidad China de Xidian, han construido una torre. Esta ha sido supervisada y aprobada por un grupo de expertos, al comprobar en una prueba realizada para la transmisión inalámbrica de energía solar desde el espacio que es posible. Aunque el test se realizó con microondas a una distancia muy reducida de apenas 55 metros.
¿Qué dificultades entraña el láser para la transmisión inalámbrica de energía solar?
Tanto el rayo láser como las microondas entrañan dificultades técnicas que deben superarse para poder realizar la transmisión inalámbrica de energía solar desde el espacio o por lo menos aumentar las distancias que hasta el momento se han conseguido.
• Seguridad. Ambos deben ser seguros ante la posibilidad de que algún objeto se cruce en su trayectoria, como por ejemplo un avión. Sobre todo, en el caso de un rayo láser, debe ser innocuo sobre cualquier objeto que esté en su trayectoria, bien por su propia inocuidad o por detectarlo de inmediato e interrumpir la transmisión mientras no se libere el camino.
• Fiabilidad. Asegurar que las ondas y, sobre todo, el rayo láser, llegan al receptor adecuado. Considerando las grandes distancias que se pretende alcanzar (hablamos de centenares de kilómetros), una ligera desviación de milímetros en la orientación del emisor, dirigiría el rayo a varios kilómetros de distancia del receptor.
• Eficiencia. La energía que se pierde en la transformación de DC a microondas o láser, convertida en calor u otra forma de energía, debe ser gestionada para no causar daños a los equipos.
• Interferencias en radiofrecuencia. La emisión de microondas puede causar interferencias de radiofrecuencia, lo que podría afectar a muchos equipos electrónicos que se encontrasen en su campo de acción.
• Infraestructura y tecnología. Estos sistemas necesitan de grandes equipos para la transmisión de las ondas y la recepción y transformación posterior en electricidad.
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