Fonte: solar.com
Todos conhecemos painéis solares residenciais e comerciais. Eles podem ser encontrados em estados como Califórnia, Nova York, Massachusetts e muito mais. Os painéis azul e preto são muito reconhecíveis e destacam-se em residências ou edifícios com telhados tradicionais.
A energia solar espacial, por outro lado, é um tópico com o qual até mesmo aqueles com conhecimento em energia solar residencial e comercial não estão familiarizados. Então, como é a energia solar para o espaço e como ela é diferente da tecnologia solar convencional?
Usando energia solar em naves espaciais
As células fotovoltaicas foram usadas pela primeira vez no satélite Vanguard 1 , lançado pelos EUA em 1958. Desde então, a tecnologia solar foi muito adaptada e otimizada para se adequar às condições do espaço.
O satélite Vanguard 1 e suas pequenas células fotovoltaicas
Os painéis solares monocristalinos ou policristalinos convencionais usados em ambientes residenciais e comerciais não são duráveis o suficiente para suportar as condições extremas no espaço, como calor e frio excessivos, e um banho constante de radiação solar. Devido a esses fatores ambientais únicos, a tecnologia de painéis solares usada no espaço é bem diferente dos painéis convencionais.
Por que a energia solar é necessária nos satélites?
Naves espaciais e satélites no espaço precisam de uma quantidade enorme de energia para estar operacional. Antes que a energia solar fosse uma solução viável para fornecer essa energia, as baterias eram usadas. O único problema é que as baterias têm uma capacidade definida e, sem meios para recarregá-las, elas se tornam inúteis quando ficam sem energia.
Painéis solares emparelhados com baterias são uma opção muito melhor, pois fornecem um fluxo constante de energia renovável. No momento, a energia solar é usada para fornecer eletricidade aos sistemas de computadores e outros sistemas que são usados para monitorar e controlar várias partes da espaçonave.
O objetivo final, no entanto, é usar energia solar para impulsionar naves espaciais e minimizar ou remover completamente a necessidade de outras fontes de combustível. Isso teria sérias implicações para as viagens espaciais de uma maneira muito positiva.
Que tecnologia solar as naves espaciais usam?
Existem dois tipos de células solares comuns em naves espaciais:
Células de silicone cobertas por vidro fino e
Células de múltiplas junções compostas de arseneto de gálio e outros materiais similares.
As células de silicone cobertas com vidro são bastante semelhantes aos painéis solares convencionais , mas são melhoradas ainda mais para lidar com radiação e temperaturas extremas. Esse tipo de painel pode ser encontrado na Estação Espacial Internacional , que atualmente detém a maioria dos painéis solares encontrados no espaço.
As células solares compostas de arseneto de gálio são muito mais eficientes e, como resultado, às vezes são uma opção melhor quando o espaço físico é uma preocupação. Esses painéis podem atingir até 34% de eficiência, contra os 15-20% que a maioria dos painéis solares comerciais pode atingir.
Painéis de arseneto de gálio de alta eficiência do satélite Dawn
Os satélites no espaço também são equipados com painéis solares que podem seguir a direção do sol para maximizar sua absorção da luz solar. Os raios solares no espaço são ainda mais abundantes do que na Terra, devido à ausência de uma atmosfera. Cerca de 55-60% da energia solar é refletida ou absorvida a caminho da superfície da Terra através de nuvens, gases e poeira.
Os painéis solares encontrados em muitos satélites no espaço também incluem uma estrutura dobrável que permite a expansão dos painéis enquanto a espaçonave está em órbita. Este formato também é usado na Estação Espacial Internacional.
Por fim, os painéis solares no espaço não precisam converter eletricidade CC em CA. Na Terra, sua eletricidade, todos os seus componentes eletrônicos, funcionam com energia CA. É por isso que é necessário ter um inversor solar para converter a eletricidade CC básica dos seus painéis em CA. A energia CA também é útil para transmitir eletricidade a longas distâncias.
Como a eletricidade que um satélite no espaço ou em outra espaçonave não precisa percorrer essas distâncias, ela pode permanecer no formato DC. Isso também ajuda a reduzir a quantidade de hardware necessária para esses sistemas.
Space Solar Tech é construído com mais durabilidade e eficiência
No geral, existem muitas semelhanças entre os painéis solares baseados no espaço e os painéis solares convencionais. Ambos incluem células que são feitas de material condutor (geralmente silício) e são ajustadas em matrizes. A maior diferença tem a ver com a qualidade geral e a durabilidade dos módulos.
No espaço, há calor extremo, frio e radiação. Isso é explicado nos painéis solares espaciais e influencia naturalmente o estado do hardware. Além disso, a NASA está constantemente experimentando diferentes materiais semicondutores para produzir melhores células solares para o espaço. O arseneto de gálio é um exemplo disso e deve haver muitas inovações a caminho!