Ainda não tínhamos pisado na Lua quando o engenheiro americano Peter Glaser propôs lançar painéis solares ao espaço.
A ideia era brilhante: os painéis fotovoltaicos capturariam a energia do Sol sem serem interrompidos pelas nuvens e a enviariam de volta à Terra na forma de micro-ondas. Glaser faleceu em 2014, mas sua ideia persiste, e estamos mais próximos de torná-la realidade.
Parques solares comercialmente viáveis no espaço
Produzir painéis solares leves e de baixo custo, capazes de gerar energia no espaço por anos, é possível, segundo uma pesquisa das Universidades de Surrey e Swansea, no Reino Unido.
Os pesquisadores chegaram a essa conclusão após analisar os resultados de um experimento que, embora tenha sido projetado para durar um ano, já está em funcionamento há sete anos a bordo de um pequeno satélite na órbita terrestre. Os achados, publicados na revista Acta Astronautica, podem pavimentar o caminho para a criação de parques solares comercialmente viáveis no espaço.
38 mil órbitas de teste
No primeiro estudo desse tipo, os pesquisadores colocaram células fotovoltaicas finas, chamadas Thin-Film Solar Cell (TFSC), a bordo do satélite britânico AlSat-1N. O experimento foi lançado ao espaço em órbita sincrônica solar no dia 26 de setembro de 2016 e tem gerado energia desde então.
Mais importante ainda, a fina película fotovoltaica resistiu à radiação solar e às duras condições térmicas do vácuo após 38.000 voltas ao redor da Terra.
"Estamos muito felizes que uma missão projetada para durar um ano continue funcionando após seis", disse Craig Underwood, autor principal do estudo, em um comunicado de imprensa da Universidade de Surrey. "Esses dados detalhados mostram que os painéis resistiram à radiação e sua estrutura de filme fino não se deteriorou nas duras condições térmicas e de vácuo do espaço".
Imagem conceitual do satélite AlSat-1N, lançado ao espaço há sete anos.
A tecnologia
Por um lado, os pesquisadores do Centro de Pesquisa em Energia Solar da Universidade de Swansea desenvolveram uma película fotovoltaica muito fina a partir de telureto de cádmio.
Esse tipo de película cobre uma área maior, é mais leve e flexível, além de ter um custo por watt significativamente mais baixo do que as células fotovoltaicas atuais, o que permite gerar mais energia com um menor investimento inicial.
Quatro protótipos dessas películas foram lançados ao espaço a bordo do satélite AlSat-1N, uma colaboração entre a Agência Espacial Argelina e a Agência Espacial do Reino Unido. As películas foram depositadas diretamente sobre um vidro ultrafino projetado para resistir ao ambiente espacial.
Os cientistas da Universidade de Surrey foram os responsáveis pelo design dos instrumentos que mediriam o desempenho do painel solar em órbita.
Superando as expectativas
As quatro células demonstraram um desempenho consistente na captura de luz. Sua potência máxima foi de 16 mW com um fluxo solar de 124,2 mW por centímetro quadrado a uma temperatura de 10 ºC, o que representa uma eficiência de 13%.
Após isso, a eficiência caiu para 8% devido à diminuição no preenchimento das células, algo que os pesquisadores atribuíram à dispersão de átomos de ouro dos contatos elétricos traseiros.
O dado mais importante, insistem os pesquisadores, é que as células demonstraram uma resistência excepcional à radiação ionizante, o que as torna ideais para missões de longa duração no espaço. As células permanecem operacionais sem sinais de laminação ou deterioração significativa, e os dados coletados mostram uma grande robustez mecânica e térmica.
A película fotovoltaica TFSC desenvolvida para o experimento.
Uma opção de baixo custo
Não apenas porque essas películas são mais eficientes do que outras tecnologias, mas também porque são muito flexíveis e leves, o que facilita o transporte para o espaço e reduz o custo de lançamento.
"Essa tecnologia de células solares de massa ultrabaixa pode levar ao desenvolvimento de grandes estações de energia solar de baixo custo no espaço para trazer energia limpa de volta à Terra, e agora temos a primeira evidência de que a tecnologia funciona de maneira confiável em órbita", disse Underwood.
Uma oportunidade para conhecer
Embora a produção de energia das células desse experimento tenha se tornado menos eficiente com o tempo, os pesquisadores acreditam que seus achados provam que os satélites de energia solar funcionam e podem ser comercialmente viáveis. "Não há barreira tecnológica com o incentivo de mercado adequado", afirmam os autores do estudo.
A vantagem mais evidente dos parques solares no espaço é que não há nuvens: os satélites passam mais tempo sob a luz solar.
Outra vantagem que não podemos ignorar é que os painéis solares terrestres precisam ser limpos, o que implica custos de manutenção e consumo de água que podem ser enormes, dependendo do tamanho da instalação.
Imagem | Alsat Nano Mission, Open University
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