lunedì, 21 Giugno 2021

Dallo spazio alla Terra, così l’energia arriva ovunque con il pannello solare spaziale PRAM

Il Pentagono ha messo a punto un modulo spaziale fotovoltaico in grado di trasmettere sotto forma di microonde a terra la radiazione solare.

L’energia solare potrebbe presto raggiungere qualsiasi angolo della terra, anche quello più recondito, senza bisogno di batterie, cavi e fili. Com’è possibile tutto questo? Grazie a uno speciale pannello solare spaziale con antenna a radiofrequenze, il Photovoltaic Radiofrequency Antenna Module (Pram), testato dal Pentagono a partire da maggio dell’anno scorso e che orbita intorno alla Terra captando direttamente la radiazione solare dallo spazio.

Se è vero che da anni la strumentazione fotovoltaica serve le stazioni orbitanti e il complesso sciame di satelliti geostazionari che circondano il nostro pianeta, quella del pannello solare spaziale con antenna a radiofrequenza potrebbe segnare un utilizzo del tutto diverso e di svolta.

Il pannello solare spaziale del Pentagono

PRAM, il pannello solare spaziale del Pentagono

A vederlo non sembrerebbe niente di speciale: assomiglia a un cartone della pizza con cui condivide dimensioni e leggerezza, spedito in orbita a bordo di un drone spaziale che compie un giro intorno alla Terra ogni 90 minuti.

Ma questo straordinario pannello solare spaziale è stato progettato per convertire i raggi solari in microonde sotto forma delle quali l’energia incamerata può essere rispedita a terra e utilizzata come corrente elettrica.

Non è un caso che lo studio abbia scelto le radiofrequenze a microonde al posto della trasmissione ottica, perché il filtro dell’atmosfera e delle nuvole ne avrebbe attenuato la potenza e la portata, mentre le microonde risultano essere meno osteggiate.  

Energia pulita, efficiente e ovunque

Con notevoli vantaggi: il primo è che la radiazione che colpisce la superficie del pannello geostazionario è molto più forte di quella recepita a terra, dal momento che non c’è l’atmosfera terrestre a farle da schermo. I raggi blu, solitamente dispersi prima che tocchino terra, colpirebbero in pieno il PRAM, così da far rendere alle celle fotovoltaiche circa il 50-60% di più.

Il secondo sta nel fatto che questo sistema modulabile potrebbe definitivamente risolvere il problema ambientale dei pannelli solari, spostando il luogo di produzione dell’energia elettrica nello spazio e non sul pianeta – a patto che si risolva anche il dilemma del corretto smaltimento dei rifiuti spaziali che di anno in anno si fa sempre più pressante.

Il terzo, e forse il più prezioso di tutti, è che la trasformazione della radiazione in microonde permette il trasferimento quasi istantaneo dallo spazio alla terra, dove opportuni sistemi di riconversione possono tradurre le onde ricevute in corrente elettrica. Ovunque ci si trovi e senza dispersione.

Leggi anche: Elettricità wireless: dalla Nuova Zelanda la rivoluzionaria trasmissione senza fili

Il PRAM funziona meglio al freddo

PRAM, test in laboratorio

Attualmente il PRAM è in grado di produrre circa 10 Wh, quanto basta per alimentare un pc o un tablet, ma ampliando la superficie del modulo o schierando nello spazio decine o dozzine di pannelli con la stessa tecnologia, ben presto potrebbe diventare la nuova rete mondiale per l’approvvigionamento dell’energia solare pulita, senza bisogno di ricorrere a nessun tipo di carburante o di mezzo di trasporto terrestre.

Secondo gli sviluppatori del progetto, la vera chiave di volta del PRAM risiede nella sua capacità di lavorare a basse temperature: più gli elettroni del pannello fotovoltaico sono freddi, più sono efficienti, motivo per cui anche i pannelli solari terrestri funzionano meglio a temperature non esagerate e necessitano di alcune accortezze per non surriscaldarsi.

Il PRAM compie un giro intorno alla terra ogni 90 minuti, ne spende 45 al buio, tempo in cui si raffredda completamente: per ora, l’efficienza massima è stata registrata a 36.000 km dalla terra.

Le possibili applicazioni

Il modulo fotovoltaico spaziale a radiofrequenza si configura come una tecnologia che potrebbe essere impiegata in diverse situazioni terrestri in cui la mancanza o l’impossibilità di avere corrente elettrica costituisce un vero e proprio problema.

Ad esempio quando catastrofi naturali come inondazioni, terremoti o cicloni distruggono le reti nazionali di gestione elettrica, o in caso di sovraccarico dei sistemi o, ancora, quando bisogna raggiungere punti isolati non serviti dall’elettricità, come nel caso di montagne, deserti ma anche campagne e luoghi lontani dalle città.

In tutti questi casi sarà sufficiente avere a portata di mano un ricevitore in grado di captare il segnale a microonde lanciato dall’antenna del modulo spaziale per poi trasformarlo in energia elettrica.

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