Melhorando o desempenho de solar montada no solo por meio de refletores orbitais

Da pv magazine Global

Um grupo de cientistas da Universidade de Glasgow sugeriu o uso de refletores orbitais leves alimentados por energia fotovoltaica para aumentar a geração de eletricidade em usinas de energia solar localizadas na Terra.

Por meio de seu trabalho, os pesquisadores definiram uma arquitetura de referência única para refletores solares em órbita, bem como uma análise detalhada da dinâmica orbital integradora, controle de atitude e estruturas. Eles também avaliaram as condições de equilíbrio desses sistemas em termos de preços de energia, custos de lançamento e taxas de desconto, observando que a arquitetura proposta é representativa de desenvolvimentos atuais ou de curto prazo nos setores de energia e espaço.

Eles especificaram que os refletores orbitais podem ser particularmente benéficos para a geração de energia solar terrestre ao amanhecer e ao anoitecer, quando há menos luz solar e a produção é baixa.

Supõe-se que os refletores sejam construídos com elementos triangulares, que o grupo de pesquisa disse ter a vantagem de poder construir uma estrutura de qualquer tamanho arbitrário com eles. “Além disso, no caso de rompimento da membrana, apenas um único módulo triangular seria danificado, em vez de toda a estrutura”, dizem os autores do estudo. “Os novos desenvolvimentos do SpaceX Starship, veículo de lançamento reutilizável, serão considerados para o transporte de materiais e componentes para o espaço”.

Os refletores teriam uma forma hexagonal e um diâmetro de aproximadamente 1 km. Eles também seriam baseados em múltiplos espelhos em formações e utilizariam rotores de giroscópio de momento de controle (CMG), operando a uma altitude de 884,59 km e sendo capazes de realizar 14 órbitas por ciclo de 24 horas.

“Um refletor hexagonal foi considerado por sua versatilidade para fabricação e montagem em órbita, onde se supõe que a forma seria montada a partir de elementos triangulares equiláteros com 50m de comprimento de lado”, afirmaram os acadêmicos. “Uma combinação do requisito de forma e das restrições do atuador eventualmente leva a um hexágono lateral total de 250 m”.

A equipe de pesquisa considerou diferentes usinas de energia solar gigantes planejadas ou em operação para validar sua abordagem e disse que o maior projeto solar do mundo em desenvolvimento – o projeto Sun Cable de $ 20 milhões na Austrália – pode ser considerado uma usina de energia solar exemplar para a tecnologia proposta.

“Este artigo considera órbitas inclinadas, mas a órbita é selecionada de modo que seja ‘ancorada’ à fazenda solar Sun Cable”, também observou. “Os refletores nesta órbita podem atender a nove grandes usinas de energia solar em um dia sideral, fornecendo uma quantidade total de 283,8 MWh de energia solar”.

A análise de custo também destacou que essa tecnologia pode atingir um custo médio de eletricidade adicional de US$ 70/MWh com uma taxa de desconto de 5% ao longo de um período de 20 anos. “Se uma taxa de desconto mais realista de 15% for usada, o mesmo preço-alvo pode ser alcançado reduzindo a densidade de massa do refletor para aproximadamente 13,2 gm-2”, concluíram. “Embora esse valor seja menor do que o encontrado neste artigo, espera-se que futuros avanços na tecnologia espacial possam levar a uma redução na densidade de massa, com a vantagem adicional de que atuadores menores podem ser usados para o mesmo tamanho de refletor”.

Eles apresentaram suas descobertas no artigo “Uma arquitetura de referência para refletores solares orbitais para aprimorar a produção de usinas solares terrestres”, que foi publicado recentemente na Advances in Space Research.