Te has preguntado porque las celdas solares utilizadas en satélites son generalmente mejores que las utilizadas en instalaciones fotovoltaicas terrestres.¿Te has preguntado cuales son las razones de no aplicar las mismas tecnologias tanto en el espacio como en la tierra? Te voy a explicar cuales son las principlales diferencias y razones que considero que justifican estas tecnologias.
- Son Celdas solares que usan Alta Eficiencia: Los satélites utilizan tecnologías solares de muy alta eficiencia, como las celdas de triple unión (triple-junction) basadas en materiales como el arseniuro de galio (GaAs). Estas celdas pueden alcanzar eficiencias de 28%-35%, significativamente más altas que las de las celdas de silicio monocristalino comunes en instalaciones terrestres, que rondan entre el 18%-22%.
- Son Celdas solares de Tecnologías Avanzadas: Las celdas solares espaciales utilizan varias capas de materiales semiconductores que capturan diferentes longitudes de onda de la luz solar, aprovechando una mayor parte del espectro solar. Esto es clave en tecnologías como las celdas de multiunión, que no son viables económicamente en aplicaciones terrestres debido a su alto costo.
2. Necesidades de Condiciones Óptimas de Luz Solar en el Espacio
- Ausencia de Atmósfera: En el espacio, no hay atmósfera que filtre o disperse la luz solar, lo que significa que los satélites reciben luz solar directa e intensa. No hay pérdidas debidas a nubes, polvo, ni otros factores que puedan interferir con la radiación solar como ocurre en la Tierra.
- Luz Solar Continua: Muchos satélites en órbita geosincrónica o en órbitas altas reciben luz solar continua durante largos periodos de tiempo, sin las limitaciones de ciclos día/noche de la Tierra.
3. Necesidad de Uso de Materiales Especiales y Duraderos
- Resistencia a Radiación y Temperatura: Las celdas solares espaciales están diseñadas para soportar la intensa radiación cósmica y solar, así como las fluctuaciones extremas de temperatura que pueden oscilar entre -150°C a +150°C. Estos paneles deben ser extremadamente resistentes y duraderos para funcionar en condiciones tan adversas durante muchos años.
- Protección contra Degradación: Los materiales avanzados, como el arseniuro de galio (GaAs), son mucho más resistentes a la degradación por radiación que las celdas de silicio convencionales, lo que les otorga una vida útil más larga en el entorno hostil del espacio.
4.Necesidad de tener un Peso y un Tamaño Optimizado
- Ligereza y Eficiencia de Espacio: En el espacio, el peso y el volumen son factores críticos debido a los altos costos de lanzamiento y las limitaciones de carga útil. Las celdas solares espaciales están diseñadas para ser extremadamente ligeras y compactas. Esto las diferencia de los paneles solares terrestres, que pueden ser más voluminosos y pesados, ya que las restricciones de peso no son tan severas.
- Los Paneles son Desplegables: Muchos satélites utilizan paneles solares desplegables, que pueden compactarse durante el lanzamiento y luego extenderse en el espacio, maximizando la captación de energía solar sin comprometer la carga útil.
5. Los Costes No representan un Factor Principal
- El Alto Coste es Aceptable: Los satélites utilizan tecnologías de celdas solares que son mucho más costosas que las tecnologías terrestres, ya que el coste es secundario en comparación con la fiabilidad y el rendimiento. En aplicaciones espaciales, los paneles deben operar de manera eficiente durante muchos años sin mantenimiento, lo que justifica el uso de tecnologías más caras y avanzadas.
- Se buscan la Optimización en las Misiones Críticas: La energía solar en el espacio es fundamental para la operación de satélites, estaciones espaciales y naves. El coste adicional de celdas más eficientes y duraderas está justificado por la necesidad de mantener operaciones críticas y sin fallos.
6. Necesidad de una Mayor Densidad de Energía
- Más Potencia en Menos Espacio: Las celdas solares utilizadas en satélites tienen una mayor densidad de energía, lo que significa que pueden generar más potencia por área en comparación con las celdas fotovoltaicas terrestres. Esto es crucial en el espacio, donde el tamaño de los paneles solares es limitado.
7. Necsidad de Optimización de las Condiciones en Órbita
- Diseño para Órbita Específica: Los paneles solares de los satélites están optimizados para la órbita en la que operan, teniendo en cuenta las condiciones de radiación solar y sombra. Los satélites en órbita terrestre baja (LEO) o en órbitas geosíncronas tienen requisitos específicos para captar la luz solar durante la mayor cantidad de tiempo posible.
En resumen :
Las celdas solares utilizadas en satélites son mejores que las utilizadas en instalaciones fotovoltaicas terrestres debido a:
- Mayor eficiencia (hasta un 35%) mediante tecnologías avanzadas como las celdas de triple unión.
- Resistencia a las duras condiciones del espacio, como la radiación cósmica y las fluctuaciones de temperatura.
- Diseño liviano y compacto que maximiza la eficiencia energética por área.
- Costos elevados, pero justificados por la necesidad de fiabilidad y durabilidad en misiones espaciales, donde el mantenimiento es imposible.
En cambio, las celdas solares terrestres, aunque más asequibles y adecuadas para instalaciones a gran escala, no requieren el mismo nivel de resistencia ni eficiencia, ya que operan en condiciones mucho menos extremas.
