A energia solar fotovoltaica desempenha um papel central no crescente burburinho em torno da construção de data centers no espaço. O anúncio de 2 de fevereiro da SpaceX e de seu fundador Elon Musk afirma que “os avanços atuais em IA dependem de grandes centros de dados terrestres, que exigem imensas quantidades de energia e resfriamento. A demanda global de eletricidade por IA simplesmente não pode ser atendida com soluções terrestres, mesmo no curto prazo, sem impor dificuldades às comunidades e ao meio ambiente.”
Como Musk destacou em uma entrevista no WEF com Larry Fink, fundador e CEO da empresa global de investimentos BlackRock, “quando você tem energia solar no espaço, você tem cinco vezes mais eficácia, talvez até mais, do que a solar no solo. Está sempre ensolarado, então você não tem um ciclo dia-noite, sazonalidade ou clima, e você recebe cerca de 30% mais energia no espaço porque não há atenuação atmosférica da energia. O efeito líquido é que qualquer painel solar gera cinco vezes mais energia no espaço do que no solo.”
O espaço também oferece excelentes condições térmicas. Musk detalha: “É óbvio construir data centers de IA movidos a energia solar no espaço, porque, como mencionei, também é muito frio no espaço. Quando você está na sombra, está muito frio no espaço, 3 graus Kelvin. Então você tem painéis solares voltados para o sol e um radiador apontado para longe do sol, é um sistema de resfriamento muito eficiente. O efeito é que o lugar de menor custo para colocar IA será o espaço, e isso será verdade em dois a três anos, no máximo três.”
Mas como levar todo esse equipamento para o espaço? Muito dependerá do ritmo da inovação na SpaceX, já que a empresa se prepara para um IPO ainda este ano. Em Davos, Musk revelou que a SpaceX está no caminho para reduzir drasticamente o que ele chama de “custo de acesso ao espaço”: “Esperamos que este ano provemos a reutilização total do Starship, o que seria uma invenção profunda, porque o custo de acesso ao espaço cairia por um fator de 100 quando se alcança a reutilização total.” Ele continua dizendo: “Isso faz com que o custo do acesso ao espaço fique abaixo, acreditamos, do custo do frete em aeronaves, então facilmente abaixo de 100 dólares por libra.”
O Starship é o maior foguete já construído e seria o veículo para posicionar infraestrutura de IA movida a energia solar no espaço. Em última análise, infraestrutura de IA movida a energia solar na Lua e em planetas como Marte pode seguir, especialmente à medida que robôs inteligentes movidos a IA se tornam comuns para construir e manter esses ativos espaciais. O primeiro passo nesse roteiro serão os satélites de IA movidos a energia solar. Segundo Musk, “uma das coisas que faremos com a SpaceX em alguns anos é lançar satélites de IA movidos a energia solar. O espaço é realmente a fonte de imensa energia e você não precisa ocupar espaço na Terra, há tanto espaço no espaço, e você poderia escalar para, no fim, eu acho, centenas de terawatts por ano.”
Como o Wall Street Journal noticiou em 2 de fevereiro, no dia em que a SpaceX anunciou a aquisição da xAI, a combinação cria uma empresa de US$ 1,25 trilhão mesmo antes da empresa abrir capital, no que provavelmente será o maior IPO já visado, superando o IPO da Saudi Aramco em 2019 em termos de avaliação da empresa. Grande parte do dinheiro arrecadado com este IPO será destinado a essa visão de IA baseada no espaço movida a energia solar, já que enviar enxames de satélites de IA para o espaço custará bilhões de dólares, sem falar na P&D e desenvolvimento de produtos necessários para realizar isso.
Fabricação solar
Também exigirá a fabricação massiva de painéis solares. Durante a entrevista no WEF, Musk revelou que “as equipes da SpaceX e da Tesla, ambas separadamente, estão trabalhando para atingir 100 GW por ano de energia solar nos EUA, de energia solar manufaturada. Isso provavelmente vai levar três anos ou algo assim. São números bem altos e eu encorajaria outros a fazerem o mesmo.” O histórico da Tesla na fabricação fotovoltaica é menos que brilhante, com planos de produzir 1 GW de painéis, primeiro com tecnologia Silevo e depois com a Panasonic, sem se concretizar em uma fábrica em Buffalo, Nova York à pv magazine EUA no final de janeiro, a equipe da Tesla Energy revelou detalhes do novo Painel Solar Tesla e planeja aumentar a potência da Gigafactory de Buffalo para 300 MW por ano em uma fase inicial.
Mas isso é de volta à Terra. No espaço, serão necessários painéis diferentes e só podemos especular que tipo de tecnologia de células e painéis a SpaceX tem na manga. A escala certamente terá um papel fundamental na energia fotovoltaica e na IA baseadas no espaço, assim como tem feito no fotovoltaico e no armazenamento de baterias na Terra. À medida que a produção aumenta, as economias de escala entram em ação e o custo da tecnologia diminui constantemente. No comunicado da SpaceX de 2 de fevereiro, a escala do projeto é esboçada:
“A matemática básica é que lançar um milhão de toneladas por ano de satélites gerando 100 kW de potência computacional por tonelada adicionaria 100 gigawatts de capacidade de IA anualmente, sem necessidade operacional ou de manutenção contínua. No fim das contas, há um caminho para lançar 1 TW/ano a partir da Terra.”
Tanto a escala quanto a expansão necessária são enormes. Como menciona a mesma declaração, “mesmo em 2025, o ano mais prolífico da história em termos de número de lançamentos orbitais, apenas cerca de 3.000 toneladas de carga útil foram lançadas em órbita, consistindo principalmente em satélites Starlink transportados pelo nosso foguete Falcon.”
Outro empreendimento focado em IA espacial movida a energia solar é a Starcloud Inc., sediada em Redmond, Washington. Como descreve o white paper de setembro de 2024, “os data centers orbitais podem ser escalados quase indefinidamente sem as restrições físicas ou de permissões enfrentadas na Terra, usando modularidade para implantá-los rapidamente.” Ele continua descrevendo um data center de IA de 5 GW com um painel solar medindo 4 km por 4 km, muito menor do que um data center terrestre de IA de 5 GW precisaria, dado o fator de capacidade muito maior e o pico de geração no espaço em comparação com a Terra. Esse data center abrangeria centenas de satélites individuais, todos em órbita solar síncrona do amanhecer ao anoitecer para otimizar a geração fotovoltaica.
Em seu white paper de 2024, a Starcloud defende o uso de células de filme fino, já que “essas células utilizam pastilhas de silício com <25 μm de espessura e alcançam densidades de potência >1.000 W/kg, permitindo matrizes altamente eficientes em massa e volume.” Painéis de filme fino também podem oferecer flexibilidade, um recurso fundamental para alcançar uma configuração compacta durante o lançamento.
Obviamente, muita inovação precisa acontecer no campo da IA espacial movida a energia solar para alcançar uma posição competitiva em relação aos data centers de IA baseados na Terra. Isso inclui inovação no nível de células e módulos fotovoltaicos, configuração de matriz fotovoltaica, gestão térmica, um grande tema tanto na Terra quanto no espaço, a reutilização de foguetes, só para citar alguns dos maiores desafios. A latência é outro, já que alguns usuários de IA, como fundos hedge, exigirão respostas muito rápidas do data center no espaço.
O enorme investimento envolvido provavelmente desencadeou a fusão da SpaceX com a xAI em fevereiro. Com uma avaliação de US$ 1,25 trilhão para a entidade combinada, uma oferta pública inicial da SpaceX ainda este ano dará à empresa um fundo de guerra bastante único para perseguir suas ambições espaciais. Como no fotovoltaico terrestre, uma vez que o projeto é construído e entra em operação, o opex é muito menos problemático. Na verdade, em seu white paper, a Starcloud estima que a energia necessária para um cluster de data center de IA de 40 MW seja de US$ 140 milhões ao longo de dez anos para um cluster baseado na Terra pagando US$ 0,04/kWh por sua eletricidade. No espaço, há simplesmente o investimento de 2 milhões de dólares para a matriz fotovoltaica sem nenhum opex. O mesmo vale para o uso de água, um grande custo dos data centers terrestres de IA. Aqui, o white paper estima 1,7 milhão de toneladas ao longo de dez anos, com cada kWh consumido exigindo 0,5 litro de água. No espaço, existe apenas o capex de implantar um radiador para dissipar o calor residual.
Por outro lado, o white paper do Starcloud destina 5 milhões de dólares para o “lançamento único do módulo de computação, solar e radiadores”, um número que provavelmente cairia muito se a reutilização total dos foguetes fosse alcançada em 2026 ou 2027. No fim das contas, será necessário um enorme investimento financeiro e, nesse aspecto, a SpaceX claramente tem vantagem sobre a concorrência. Sua integração vertical e recursos financeiros fazem da empresa a líder para realizar uma IA espacial competitiva movida a energia solar em um futuro não muito distante.
Este conteúdo é protegido por direitos autorais e não pode ser reutilizado. Se você deseja cooperar conosco e gostaria de reutilizar parte de nosso conteúdo, por favor entre em contato com: editors@pv-magazine.com.
Ao enviar este formulário, você concorda com a pv magazine usar seus dados para o propósito de publicar seu comentário.
Seus dados pessoais serão apenas exibidos ou transmitidos para terceiros com o propósito de filtrar spam, ou se for necessário para manutenção técnica do website. Qualquer outra transferência a terceiros não acontecerá, a menos que seja justificado com base em regulamentações aplicáveis de proteção de dados ou se a pv magazine for legalmente obrigada a fazê-lo.
Você pode revogar esse consentimento a qualquer momento com efeito para o futuro, em cujo caso seus dados serão apagados imediatamente. Ainda, seus dados podem ser apagados se a pv magazine processou seu pedido ou se o propósito de guardar seus dados for cumprido.
Mais informações em privacidade de dados podem ser encontradas em nossa Política de Proteção de Dados.