ESA punta sul solare orbitale
Il direttore generale dell’Agenzia Spaziale Europea Josef Aschbacher, durante la prossima Ministeriale 2022 prevista per novembre, chiederà di finanziare uno studio approfondito che porterà alla realizzazione di grandi centrali solari orbitali per la produzione e invio a Terra di energia.
Il programma europeo SOLARIS è stato avviato già da qualche mese e la scorsa estate è stato oggetto di due studi comparati che, valutando costi e benefici, hanno dato parere positivo sulla fattibilità, competitività economica e impatto ambientale, rispetto ai programmi di decarbonizzazione del settore energetico.
L’idea di catturare l’energia del Sole nello spazio, senza l’interferenza del ciclo giorno/notte e delle nuvole, concentrarla in un fascio e quindi inviarla a Terra per la conversione in energia elettrica, non è certo nuova.
Nel 1923 il padre teorico della cosmonautica sovietica Konstantin Ciolkovskij, ipotizzò una serie di specchi orbitali che concentrassero un forte raggio riflesso verso la Terra. Secondo i suoi calcoli l’energia prodotta da un’area ricevitrice di 10 m² sarebbe stata in grado di far bollire 10 grandi tazze di caffè in 2 minuti. Nel 1941 il racconto fantascientifico Essere Razionale (Reason in originale) di Isaac Asimov, è ambientato proprio in una stazione spaziale che fornisce energia alla Terra.
Infine nei decenni successivi, in seguito a diversi studi e brevetti, la Space-Based Solar Power (SBSP), associata principalmente alle microonde per la trasmissione di energia, viene studiata alternativamente in Stati Uniti, Giappone, China, India ed Europa.
Un classico SBSP si compone di 3 fasi:
- Produzione di energia fotovoltaica tramite grandi collettori modulari posti in orbita geostazionaria.
- Conversione in microonde e invio verso la Terra.
- Ricezione tramite una rectenna (Rectifyng Antenna), conversione in energia elettrica e distribuzione agli utilizzatori.
Per raggiungere l’obbiettivo di azzerare le emissioni di anidride carbonica entro il 2050, abbandonando le centrali a gas e carbone, secondo l’Agenzia internazionale dell’energia (IEA), l’Europa dovrà investire almeno 4 trilioni di euro (4 mila miliardi) in fonti diversificate: fotovoltaico, eolico, idroelettrico, geotermico e nucleare (fissione e fusione).
Entro il 2025 il programma SOLARIS dovrà aver dato risposte certe su diversi elementi che necessitano un salto tecnologico obbligato:
- Realizzazione robotica di grandi strutture orbitali modulari, dell’ordine di alcuni chilometri quadrati;
- Sviluppo di celle fotovoltaiche ad alta efficienza;
- Generatori ad alta efficienza e studi sulla formazione dei fasci energetici;
- Rischi ed effetti delle microonde a bassa energia (2,45 GHz) sugli organismi viventi e non interferenza con satelliti e aerei;
- Realizzazione di grandi centrali riceventi a Terra, anch’esse dell’ordine di qualche chilometro quadrato.
Il costo di una prima centrale solare orbitante, a parità di gigawattora, è paragonabile a quello di una centrale nucleare e viene stimato intorno ai 20 miliardi di euro. Grazie alla produzione in serie, con la realizzazione di ulteriori strutture, il costo è destinato a scendere e stabilizzare il prezzo dell’energia prodotta pari a quella dei grandi impianti fotovoltaici terrestri, che però ricordiamo si fermano di notte e sono soggetti al meteo, e alla metà del prezzo dell’energia prodotta col nucleare.
Per fare un esempio una singola centrale orbitante che produce 2 gigawatt di potenza sarebbe in grado di fornire energia a più di un milione di abitazioni. Per produrre la stessa energia sulla Terra sarebbero necessari più di 6 milioni di pannelli fotovoltaici.
Fonte: ESA.
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