Sviluppi sullo Space Based Solar Power (SBSP)

Non sapendo bene dove postare questa notizia, la metto nella sezione “X series and whatiffing”, perché credo che davvero ci vorrà molto tempo prima che questo diventi realtà.

Però è interessante che ESA ci stia mettendo dei fondi per fare degli studi.

Purtroppo dall’articolo non si capisce bene quanti soldi vengano assegnati ai 13 studi vincitori, che ci sarebbe utile per capire quanto effettivamente possa uscirne fuori

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Non ho ancora trovato a quanto ammontino i fondi, ma i proceedings della conferenza sono qui:

https://indico.esa.int/event/399/.

Saluti

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Tra l’altro il collegamento ipertestuale ai 13 vincitori presente nell’articolo è sbagliato o non funzionante. Sarebbe bello anche solo vedere queste idee selezionate.

Però ho trovato questo, di settembre 2021, non so se c’entra con quanto discusso in ESA, riguarda solo UK che comunque è uno stato ESA. Si parla di centrale solare in orbita geostazionaria con trasferimento a microonde a Terra, solo che la stazione di ricezione (rectenna) è grande 6,7km * 13 km.

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Ma una proposta per un riflettore solare geostazionario che concentri l’effetto lente su una torre a terra non è mai stata proposta? Tipo la solar farm in Spagna per intenderci…

Che vantaggio avresti ad avere un sacco di specchi nello spazio anzichè a terra?
Il fascio concentrato di luce si attenuerebbe a causa della non completa trasparenza dell’atmosfera.
Il punto forte dei pannelli fotovoltaici nello spazio è che senza lo schermo dell’atmosfera rendono molto di più e il fascio di energia a terra lo mandi giù con una lunghezza d’onda a cui l’atmofera è trasparente.

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Me ne sono accorto anch’io :person_facepalming:

Questo dovrebbe essere il collegamento ipertestuale corretto.

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A proposito di costruzione nello spazio di strutture a traliccio, rif:

https://ideas.esa.int/servlet/hype/IMT?userAction=Browse&templateName=&documentId=8b44c5dbc41835eedadde611bf3ef8c5

… mi sembra di ricordare di aver visto tanti anni fa un documentario sulla tv, in cui da un prototipo di satellite veniva “estruso” direttamente un traliccio di alluminio a sezione triangolare.

Vi risulta?

Nuovo articolo di Simone Montrasio pubblicato su AstronautiNEWS.it.

Il 2022-10-27T22:00:00Z si è tenuto un industry day. Di seguito allego i documenti prodotti.

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Segnalo che pochi giorni fa la NASA ha pubblicato un rapporto sul tema dando un giudizio negativo sulle potenzialità di queste tecnologie, almeno in termini economici e di riduzione delle emissioni.

The OTPS report considered the potential of a space-based solar power system that could begin operating in 2050. Based on that timeline, the report found that space-based solar power would be more expensive than terrestrial sustainable alternatives, although those costs could fall if current capability gaps can be addressed. The report shows that emissions from space-based solar power could be similar to those from terrestrial alternative power sources but it noted that this issue requires more detailed assessments.

Un articolo di Space News che riassume lo studio e le critiche che gli sono state mosse.

The report concluded that one architecture would produce electricity at a cost of $0.61 per kilowatt-hour, and the other at $1.59 per kilowatt-hour. By contrast, terrestrial renewable systems, such as wind, hydropower and terrestrial solar plants, produce energy at $0.02 to $0.05 per kilowatt-hour.

What he [John Mankins, a former NASA official who led an earlier agency study of SBSP in the late 1990s] took issue with in the report are the assumptions and the data inputs for that modeling. “It seems to be driven entirely by a wide variety of assumptions that are, in combination, the worst possible of the worst possible cases from years ago.”

One example is launch, which accounts for more than 70% of the overall costs of each of the two architectures studied by NASA. The study assumed launch costs of $1,000 per kilogram, plus a 15% “block buy” discount. That struck Mankins as pessimistic, citing SpaceX’s development of Starship and work by other companies, particularly since the NASA study assumed the SBSP system would be launched in the 2040s.

Il pdf del rapporto NASA è qui: Space-Based Solar Power

The study addresses the following questions:
• Under what conditions would SBSP be a competitive option to achieving net zero GHG emissions compared to alternatives?
• If SBSP can be competitive, what role, if any, could NASA have in its development?

Mature Planar Array [l'architettura a destra nel disegno, NdMe] is broadly derived from the Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) Tether and Caltech SSPP design.

A proposito di SSPP, Caltech ha appena pubblicato un articolo che riassume la missione appena conclusa.

SSPD-1 represents a major milestone in a project that has been underway for more than a decade, garnering international attention as a tangible and high-profile step forward for a technology being pursued by multiple nations. […] It consists of three main experiments, each testing a different technology:

  • DOLCE (Deployable on-Orbit ultraLight Composite Experiment): a structure measuring 1.8 meters by 1.8 meters that demonstrates the novel architecture, packaging scheme, and deployment mechanisms of the scalable modular spacecraft that will eventually make up a kilometer-scale constellation to serve as a power station.
  • ALBA: a collection of 32 different types of photovoltaic (PV) cells to enable an assessment of the types of cells that can withstand punishing space environments.
  • MAPLE (Microwave Array for Power-transfer Low-orbit Experiment): an array of flexible, lightweight microwave-power transmitters based on custom integrated circuits with precise timing control to focus power selectively on two different receivers to demonstrate wireless power transmission at distance in space.
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Avevo visto questo studio, e mi ha sorpreso molto.
Intanto, è risaputo che SBSP non è competitivo rispetto alle altre tecnologie verdi terrestri, come non lo era il fotovoltaico quando è stato sviluppato. Sono stati necessari decenni di progressi tecnologici prima di diventarlo. Quindi il risultato dello studio era qualcosa di già noto. Un po’ come Starlink, non è competitivo per niente con la connessione in fibra che ormai hanno tutti nelle grandi città. Starlink e SBSP sono competitivi nelle zone dove altre tecnologie non sono accessibili, avendo la capacità di raggiungere facilmente zone remote.

Secondo, gli scenari evidenziati sono quelli relativi a studi vecchi, ce ne sono già altri più maturi. Li riassumo qui, il primo scenario, RD1, prevede l’invio a Terra di luce solare per il 99% del tempo, il secondo, RD2, prevede l’invio di energia convertita in microonde per il 60% del tempo.
Uno scenario valutato in Cina, ad esempio, prevede l’invio di energia a Terra sotto forma di microonde per il 99% del tempo. Questo è più efficiente di RD1 in quanto non dipende dalle condizioni climatiche della stazione ricevente, e più efficiente di RD2 di un 66% per puro calcolo matematico. Non mi ricordo ora in dettaglio lo scenario europeo e giapponese.

Il vantaggio delle microonde è che attraversano le nuvole, a differenza della luce solare, il cui spettro ampio viene bloccato abbondantemente da varie componenti atmosferiche, lasciando passare piccole percentuali di energia nelle condizioni peggiori.

SBSP sarà competitivo in tre modi:

  • minore superficie occupata a Terra rispetto alle classiche rinnovabili in termini di W/m2;
  • accessibilità in zone con poca illuminazione/vento/acqua;
  • produzione indipendente dalla situazionale climatica puntuale.

Non sto contestando lo studio, i risultati sono veri, i prezzi al momento sono alti, sto solo illustrando i motivi che spingono a procedere verso questa tecnologia.

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Un’iniziativa privata per la dimostrazione SBSP nel 2027:

Per l’iniziativa è interessante l’orbita scelta, orbita Molnija, molto usata dai russi in passato, è un’orbita molto stabile con un periodo di 12 ore, in cui il satellite passa molto tempo sopra un punto specifico. L’ideale per SBSP sarebbe GEO, ma per un dimostratore questo è un ottimo compromesso, in quanto l’orbita è molto più accessibile.

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Intanto ESA ci crede e ha appena lanciato un bando da 3 milioni di euro.

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Nel 2025 potrebbe essere presa una decisione concreta su come procedere.

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Solo io trovo questo progetto un nonsenso radicale?

Se esprimi più dettagliatamente le tue motivazioni, magari ne puoi uscire un argomento di discussione interessante.
Sinceramente trovo che i tempi sono già maturi, i test effettuati finora hanno dato risultati soddisfacenti.

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Alla fin fine si tratta di un ponte radio a microonde il cui obiettivo non è trasmettere informazioni ma energia…

Qual è l’efficienza del sistema?, quanta energia viene dispersa nell’atmosfera? Che effetti ha su di essa? E su un essere vivente che finisse in mezzo al fascio?

Al di là del costo, la complessità mi sembra abbastanza elevata, una bella centrale nucleare no?

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La dispersione in atmosfera a quella frequenza è minore di un flusso solare della stessa energia, è proprio questo il vantaggio. Nello spazio converti il flusso in una frequenza che non viene assorbita da atmosfera e nuvole.

Non ha effetti sugli uccelli, l’unico report che ho trovato in passato. Non ti so dire l’impatto sugli insetti, comunque ci sono stati parecchi studi indipendenti sull’impatto ambientale, Unione europea, UK, Cina, e tutti ne hanno sancito la fattibilità.

Il nucleare è una fonte di energia top, alla base della sostenibilità energetica di molte nazioni, questa è una forma diversa di produzione con vantaggi e svantaggi relativi. La complessità è elevata, ma la verifica di fattibilità è stata eseguita con successo. L’implementazione richiederà anni, è vero, si parla all’incirca del 2040.

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Perché già a terra il bilancio energetico di un impianto FV è discreto ma non eccezionale in confronto ad altre fonti (nucleare in primis). Solo l’idea di introdurre l’inquinamento dovuto al lancio, gli extracosti di trasporto, la durata notevolente inferiore a causa del bombardamento di particelle ad alta energia e/o i costi superiori di almeno un’ordine di grandezza per usare pannelli specifici, oltre alla necessità di costruire e mantenere una stazione di terra per quanto mi riguarda rendono questa cosa un’idea malata che non vale un secondo di tempo.
Oltretutto deve essere un sistema green che per essere mandato in orbita deve bruciare decine di tonnellate di combustibile.

Per me ci deve essere qualcosa sotto per gustificare spendere anche solo dei soldi per scoprire che non ha un briciolo di senso.

Fossi un manager che deve decidere dove investire in ricerca avrei cacciato giusto un paio di mesi di stipendio di 3 persone.

Chilometri quadrati di impianti in orbita? Ma se facciamo fatica a mantenere una croce fatta di 50 metri di tralicci? Tanto vale investire su un propulsore a positroni decelerati. È anni luce da qualcosa di lontanamente verosimile.

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