Uma equipe de pesquisadores da Universidade Xidian, na China, iniciou os primeiros experimentos do projeto Sun Chasing, iniciativa voltada ao desenvolvimento de sistemas de geração solar espacial em larga escala. O objetivo de longo prazo é implantar infraestrutura solar orbital capaz de captar energia no espaço e transmiti-la sem fio de volta à Terra ou para espaçonaves, potencialmente fornecendo uma fonte contínua de energia, independente das condições climáticas.
A equipe afirma ter demonstrado com sucesso a transmissão sem fio de energia por distâncias superiores a 100 metros para um alvo estacionário, além de mais de 30 metros para um alvo em movimento. Segundo os pesquisadores, esses testes iniciais têm como objetivo validar componentes-chave do sistema, incluindo a estabilidade do feixe e a precisão da entrega de energia em condições variáveis.
“Em testes recentes, o sistema alcançou uma eficiência de transmissão sem fio de energia de 20,8%, de corrente contínua para corrente contínua, ao longo de uma distância de 100 metros. Foram entregues 1.180 watts de potência”, informou o Escritório de Informação do Conselho de Estado da China em comunicado. “A equipe também desenvolveu um sistema de carregamento sem fio para drones. Em um teste, um drone voando a 30 quilômetros por hora conseguiu receber 143 watts de potência estável a uma distância de 30 metros.”
Na configuração proposta para o sistema, a energia solar é inicialmente captada por concentradores em formato de coroa esférica, projetados para captar e concentrar a luz solar de maneira eficiente em uma ampla área de superfície. Essa energia concentrada é então convertida em eletricidade por sistemas embarcados de conversão. Após a conversão, a energia é transformada em radiação de micro-ondas para transmissão sem fio.
O sinal de micro-ondas é gerado e direcionado por uma antena circular ativa do tipo phased array, com diâmetro de 1,2 metro. Esse arranjo permite controle preciso e direcionamento do feixe, possibilitando concentrar a energia de micro-ondas sobre uma estação receptora específica, mesmo diante da distância e do movimento relativo entre transmissor e receptor.
Na ponta receptora, o feixe de micro-ondas transmitido é captado por uma antena retificadora, conhecida como rectenna, com 5,2 metros de diâmetro. A rectenna converte a energia de micro-ondas novamente em eletricidade utilizável com alta eficiência, captando, segundo os testes, cerca de 87% da potência de micro-ondas emitida.
O projeto Sun Chasing foi iniciado em 2018 e atingiu um marco importante em 2022, com a conclusão da validação em solo de um sistema completo. Em 2024, a equipe informou ter realizado com sucesso a transmissão de energia a uma distância superior a 55 metros.
“Os avanços recentes incluem melhorias na eficiência de coleta e conversão da energia solar, aumento da precisão do controle do feixe de micro-ondas para reduzir perdas de energia e redução do tamanho e peso das antenas transmissoras e receptoras, algo essencial para aplicações espaciais”, afirmou Duan Baoyan, da Xidian University. “Também solucionamos o problema de como fornecer energia simultaneamente a múltiplos alvos móveis usando um único transmissor. Isso significa que, no futuro, uma única estação espacial de geração de energia poderá potencialmente abastecer vários satélites ou veículos terrestres ao mesmo tempo.”
Os pesquisadores destacaram, no entanto, que ainda há um longo caminho até que uma usina solar espacial se torne comercialmente viável. “O próximo passo é realizar testes em órbita”, afirmaram.
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