As naves espaciais operando no interior do sistema
solar normalmente dependem do uso de painéis solares fotovoltaicos para
converter a eletricidade da irradiação. Na parte exterior do sistema solar,
onde a luz solar é demasiado fraca para produzir potência suficiente, é usado
um gerador termoelétrico de
radioisótopos (RTGs) para dar energia à fonte da nave.
A primeira nave espacial que usou painéis solares
foi o satélite norte-americano Vanguard 1,
lançado em março de 1958 (hoje em dia o satélite mais antigo ainda em
órbita).
No desenho deste usaram-se células solares criadas
por Les Peter num esforço liderado pela empresa Hoffman Electronics.
O sistema
fotovoltaico permitiu-lhe seguir transmitindo durante sete anos enquanto
as baterias químicas esgotaram-se em apenas
20 dias. Isso foi em grande parte por causa da influência do Dr. Hans
Ziegler, que pode ser considerado o pai da energia solar nas naves espaciais.
Seguiram-se em 1959 o Explorer 6 e
depois em 1962 o Telstar, que foi o primeiro satélite de comunicações equipado com
células solares, capazes de proporcionar uma potência de 14 Wp.
Interessante neste ponto da capacidade de geração da célula que fazendo um cálculo de uma placa comercial aqui na terra é de assombrar a diferença:
Uma placa ou modulo solar de 330W com 72 células, com tamanho 1m de largura e 2m de comprimento, cada célula gera 4,59 W.
Já a célula espacial mencionada que gera 14W se multiplicar ele por 72 dando um modulo do mesmo tamanho do citado acima teremos os absurdo 1.008 W.
"Agora ficamos refletindo porque será que não tem essa célula pra comercio?
Imaginamos como iria baratear o sistema fotovoltaico?
Como iria esquentar os negócios no setor Solar?
Uma placa que gera por três!!!
Se olharmos nas imagens a célula tem o mesmo tamanho da atual comercial, a diferença é que não é quadrada e sim retangular.
Podemos tirar varias conclusões de por que? O material é mais caro? A tecnologia no silício é inferior? O tamanho pode ser maior mesmo? O lucro prevalece e o povo desvanece pra obter o sistema?
Placas com melhor rendimento seriam uma solução para vários aspectos para sistema fotovoltaicos, desde a compra na parte financeira, ao menor espaço e rapidez na instalação e também muitas classes sociais poderiam obter o sistema fotovoltaico e a natureza iria indo agradecendo com a melhoria do clima em todo o mundo".
Gradualmente, a indústria espacial opta pelo uso de
células solares de arsenieto de gálio (GaAs), devido à sua
maior eficiência frente às células de silício. Na década de 1970 desenvolvem-se
células solares mais eficientes para uso no espaço, a partir de 1971, as estações espaciais soviéticas do
programa Salyut foram os primeiros complexos orbitais tripulados a
obter a sua energia a partir de células
solares, acopladas em estruturas nas laterais do módulo orbital, do
mesmo modo que a estação norte-americana Skylab,
poucos anos depois.
Foi nesta altura que também se iniciaram
estudos do conceito de energia solar no espaço, que ambicionava o abastecimento
energético terrestre mediante satélites espaciais, mas que enfrentou
dificuldades técnicas e foi eliminada em 1981 por implicar um custo
disparatado.
Não obstante, os aplicativos fotovoltaicos nos
satélites espaciais continuaram o seu desenvolvimento. A produção de
equipamentos de deposição química de metais por vapores orgânicos ou MOCVD (Metal
Organic Chemical Vapor Deposition) não se desenvolveu até à década de 1980,
limitando a capacidade das empresas na manufatura de células solares de
arseneto de gálio.
A primeira empresa que manufaturou painéis solares
em quantidades industriais, a partir de uniões simples de GaAs, com uma
eficiência de 17 % em AM0 (Air Mass Zero), foi a
norte-americana Applied Solar Energy Corporation (ASEC).
As células de dupla união começaram a sua
produção em quantidades industriais pela ASEC em 1989, de maneira acidental,
como consequência de uma mudança do GaAs sobre os substratos de GaAs, para GaAs
sobre substratos de germânio.
A tecnologia fotovoltaica, conquanto não é a única
que se utiliza, segue predominando a princípios do século XXI nos
satélites de órbita terrestre. Por exemplo, as sondas Magellan, Mars Global Surveyor e Mars Observer,
da NASA,
usaram painéis fotovoltaicos, bem como o telescópio espacial Hubble, em órbita à
volta da Terra.
A Estação Espacial Internacional,
também em órbita terrestre, está dotada de grandes sistemas fotovoltaicos que
alimentam todo o complexo espacial, do mesmo modo que em seu dia a estação espacial Mir.
Outros
veículos espaciais que utilizam a energia fotovoltaica para se abastecer são a
sonda Mars Reconnaissance Orbiter, Spirit e Opportunity, os robôs da NASA em Marte.
A nave Rosetta,
lançada em 2004 em órbita para um cometa tão
longínquo do Sol como
o planeta Júpiter (5,25 AU), dispõe também de painéis solares;
anteriormente, o uso mais longínquo da energia solar espacial tinha sido o da
sonda Stardust, a 2 AU. A energia
fotovoltaica empregou-se também com sucesso na missão europeia não tripulada
à Lua, SMART-1, proporcionando energia ao seu propulsor de efeito
Hall.
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