Un artículo japonés sobre la emisión de energía desde una instalación solar en la luna a la tierra a través de láser y microondas recientemente hizo las rondas en los medios. ¿Este, o cualquier sistema de energía basado en el espacio, causaría un aumento neto de las temperaturas atmosféricas? Para este profano, parecería que cualquier plan de este tipo bombearía energía a la atmósfera que de otro modo no habría estado allí. ¿Sería esto una preocupación real, o la naturaleza "limpia" de la fuente lo compensaría?
Sí, ya que lo pusieron en la Luna, aumentaría la energía total o "calor", como le llamas, que se deposita en la Tierra. Por una pequeña cantidad. 17 dedos es aproximadamente . La insolación solar total sobre la Tierra procedente del Sol en un año es de aproximadamente . Entonces, la (increíble) franja de 400 km de ancho de colectores solares en la Luna agregaría 0.01% de energía a la entrada de la Tierra.
Eso no significa necesariamente que la temperatura promedio de la Tierra aumente, dependiendo de qué otras actividades compense y cómo se disipe la energía adicional.
Tenga en cuenta que la energía nuclear también se suma a la insolación solar.
Sí. Cualquier sistema que transmita energía desde el espacio a la tierra agregará calor a la tierra. La mayoría de los planes actuales requieren satélites de energía solar ("powersats") ubicados en órbita geoestacionaria, a unos 36.000 km de altura. De lo contrario, la luz solar que interceptan no habría llegado a la Tierra, por lo que la energía que emiten no habría sido parte del equilibrio térmico de la Tierra.
Si está evaluando sistemas de generación eléctrica, entonces la pregunta se convierte en una cuestión de escala y comparación con otros sistemas de energía, tanto del calor entregado como del efecto general sobre el medio ambiente. A pesar del calor que agregan, los satelitales se comparan muy favorablemente con otros sistemas de generación de energía.
Tendré que desviarme hacia la especulación y las opiniones sobre la política energética, pero puedo obtener algunos detalles de respaldo específicos si se solicitan. Dado que no se ha probado ningún sistema PowerSat, todo sobre ellos es especulación hasta cierto punto.
Como se señaló anteriormente, se prevé que la demostración de potencia emitida por JAXA tenga una eficiencia de extremo a extremo de solo el 22 %, pero los investigadores esperan alcanzar el 80 % en cada extremo con el tiempo. Entonces, entre el 20% y el 50% de la energía de microondas que llega a la tierra no generará energía eléctrica, sino que generará calor residual, principalmente en la rectenna. La atmósfera es muy transparente a las frecuencias de microondas que se utilizan, por lo que muy poca energía se perderá directamente en el aire a medida que atraviesa la atmósfera.
Esto se compara favorablemente con la mayoría de los conceptos de generación de energía actualmente en uso. Las plantas de carbón, gas natural y nucleares generan más calor residual que electricidad. Una buena referencia es esta: http://www.mpoweruk.com/energy_efficiency.htm
Más importante aún, las plantas que funcionan con combustibles fósiles también liberan dióxido de carbono, un gas de efecto invernadero que hace que la atmósfera terrestre retenga el calor en lugar de irradiarlo de regreso al espacio.
Entonces, en orden decreciente de daño ambiental, tiene carbón (aproximadamente 50 % de calor residual, más emisiones de CO2), gas natural (aproximadamente 60 % de calor residual pero menos CO2), nuclear (aproximadamente 60 % de calor residual pero cero CO2), energía solar espacial Energía (20 % - 50 % de calor residual y cero CO2), eólica (sin calor residual) y solar terrestre (convierte aproximadamente el 25 % de la luz solar entrante en electricidad, no en calor). La energía hidroeléctrica es un caso especial porque no genera calor residual ni CO2 en el sentido convencional, pero sí causa daños ambientales graves a través de otros mecanismos. La energía eólica y la solar terrestre son excelentes desde la perspectiva del calor residual, pero será imposible satisfacer nuestras necesidades energéticas solo con ellas en las próximas décadas. (Eso se está desviando de su pregunta y de la política energética. Puedo discutir más en comentarios o mensaje privado si lo desea).
En resumen, un sistema de energía satelital a escala de servicios públicos agregaría menos calor residual por megavatio-hora de electricidad entregada a la red que la mayoría de los sistemas de generación a escala de red actuales y cero gases de efecto invernadero. Si podemos superar los desafíos de ingeniería y obtener un costo comparable al nuclear, entonces sería el ganador incuestionable de la energía "verde" a gran escala.
Los satélites de energía solar "SPS" o "Powersats" siguen siendo un área activa de investigación y desarrollo. Consulte Wikipedia https://en.wikipedia.org/wiki/Space-based_solar_power , trabajo reciente de JAXA http://spectrum.ieee.org/green-tech/solar/how-japan-plans-to-build-an -orbital-solar-farm , y muchas otras fuentes. La mejor configuración para un sistema Powersat sigue bajo evaluación y debate. La mayoría de los sistemas propuestos utilizan microondas para transmitir energía desde un satélite de energía ubicado en una órbita geoestacionaria. También existen propuestas de sistemas que transmiten la energía desde una órbita más baja, lo que reduce el tamaño del transmisor y mejora la eficiencia, pero con otras ventajas y desventajas del sistema.
En principio, ¿de dónde viene ese 'calor'?
Cualquier área solar que recolecta energía intercepta fotones, que excitan electrones, que se convierten en microondas para ser enviados a la tierra. Las moléculas incidentales que se excitan con el haz vibran y generan calor.
Cada paso en el camino tiene pérdidas de eficiencia.
Todos esos fotones probablemente habrían golpeado la Tierra de todos modos. En cambio, el calor se irradia en cada etapa, en órbita alta, antes de que una pequeña porción de la energía se pierda como calor en la atmósfera.
Así que yo diría que ni siquiera vale la pena preocuparse.
blake walsh