Solaire dans l’espace ? Voici comment cela fonctionnerait — et les avantages que cela pourrait apporter
Une proposition de 16 milliards de livres sterling pour construire une centrale solaire dans l’espace est apparemment envisagée par le gouvernement du Royaume-Uni.
Vous avez bien lu cette phrase. Le portefeuille d’innovation net zéro du gouvernement mettra en évidence un certain nombre d’innovations de pointe, dont une qui utilise l’électricité solaire produite dans l’espace.
C’est l’une des solutions potentielles qui a été trouvée, avec d’autres, pour permettre au Royaume-Uni d’atteindre la neutralité carbone d’ici 2050.
Mais comment exactement fonctionnerait quelque chose comme une centrale solaire dans l’espace? Je suis curieux de connaître à la fois les avantages et les inconvénients de l’utilisation de cette technologie.
La collecte de l’énergie solaire dans l’espace suivie de sa transmission à la Terre est le concept central de l’énergie solaire spatiale. Même si le concept existe depuis un certain temps, les progrès techniques récents ont rendu beaucoup plus facile la réalisation de cet objectif.
Un satellite d’énergie solaire est un énorme vaisseau spatial équipé de panneaux solaires, et il fait partie intégrante du système d’énergie solaire spatial.
Les ondes radio à haute fréquence sont utilisées pour envoyer sans fil l’électricité générée par ces panneaux à la surface de la terre.
Afin de transformer les ondes radio en énergie, un type spécial d’antenne au sol connu sous le nom de rectenna est utilisé. Cette électricité est ensuite transmise au réseau électrique.
Parce que le soleil éclaire une centrale solaire spatiale en orbite autour de la Terre autour de l’horloge, une telle installation a le potentiel de produire de l’électricité en continu.
C’est un avantage par rapport aux systèmes d’énergie solaire terrestres, qui sont des systèmes situés sur Terre et ne peuvent produire de l’électricité que pendant la journée et dépendent de la météo.
La demande mondiale d’énergie devrait augmenter d’environ cinquante pour cent d’ici 2050; par conséquent, l’énergie solaire spatiale pourrait être la clé pour aider à répondre à la demande croissante du secteur mondial de l’énergie et lutter contre la hausse de la température mondiale.
Quelques défis
Une architecture modulaire est utilisée pour une centrale solaire spatiale, dans laquelle un grand nombre de modules solaires sont construits en orbite par des robots. Déplacer tous ces composants dans l’espace est non seulement difficile et coûteux, mais il aura également un impact négatif sur l’écosystème environnant.
Il a été rapidement déterminé que l’un des défis serait le poids des panneaux solaires. Mais ce problème a été résolu grâce à l’invention de cellules solaires extrêmement légères (un panneau solaire comprend des cellules solaires plus petites).
Les progrès qui ont été réalisés dans les technologies critiques, comme les cellules solaires légères, la transmission d’énergie sans fil et les robots spatiaux, sont en grande partie responsables du fait que l’énergie solaire spatiale est maintenant considérée comme théoriquement possible.
Il est important de noter que même la construction d’une seule centrale solaire spatiale nécessitera un nombre important de lancements de la navette spatiale.
Bien que l’utilisation de l’énergie solaire spatiale soit destinée à réduire à long terme les émissions de carbone, il existe des émissions et des dépenses considérables liées au lancement de systèmes d’énergie solaire spatiaux.
Bien qu’il n’y ait actuellement aucun plan pour rendre les navettes spatiales réutilisables, certaines entreprises, comme Space X, s’efforcent de changer cela. Il pourrait être possible de réduire considérablement le coût global de l’électricité solaire spatiale si les lanceurs pouvaient être utilisés plus d’une fois.
Même si nous sommes en mesure de construire une centrale solaire dans l’espace avec un succès complet, il y aura encore de nombreux obstacles à surmonter pour la rendre opérationnelle. Les débris spatiaux pourraient potentiellement endommager les panneaux solaires.
De plus, les panneaux solaires dans l’espace ne sont pas protégés du soleil par l’atmosphère de la Terre. Ils se désintègreront plus rapidement que ceux de la Terre parce qu’ils sont soumis à un rayonnement solaire plus intense, ce qui entraînera une réduction de la quantité d’électricité qu’ils sont capables de générer.
Un autre problème à considérer est de savoir dans quelle mesure la transmission d’énergie sans fil peut être effectuée. Il est difficile d’envoyer de l’électricité sur de longues distances, dans ce cas à partir d’un satellite solaire dans l’espace jusqu’à la terre en dessous. Seule une petite partie de l’énergie solaire capturée se rendrait sur Terre en utilisant la technologie actuellement disponible.
Des initiatives pilotes sont actuellement en cours.
Le Space Solar Power Project aux États-Unis travaille à la construction de cellules solaires avec un haut niveau d’efficacité en plus d’un système de conversion et de transmission qui a été optimisé pour une utilisation dans l’espace.
En 2020, le Laboratoire de recherche navale des États-Unis a effectué des tests dans l’espace sur un module solaire et un dispositif de conversion de puissance. Entre-temps, la Chine a fourni des mises à jour sur le développement de sa station d’énergie solaire spatiale bishan, avec l’intention d’avoir un système pleinement opérationnel d’ici 2035.
Selon un récent rapport de Frazer-Nash Consultancy, une centrale solaire spatiale au Royaume-Uni qui coûterait 17 milliards de livres sterling est considérée comme un concept crédible. Il est prévu que le projet commencera par une série de projets pilotes et que d’ici 2040, une centrale solaire sera pleinement opérationnelle.
Le satellite solaire aurait un diamètre de 1,7 kilomètre et pèserait environ 2 000 tonnes. L’antenne terrestre occupe une grande quantité d’espace, environ 6,7 km sur 13 km. Compte tenu de l’utilisation des terres dans l’ensemble du Royaume-Uni, le placement offshore est plus probable.
Ce satellite fournirait 2 GW d’énergie au Royaume-Uni.
Bien qu’il s’agisse d’une quantité considérable d’énergie, elle représente une petite partie de la capacité de production du Royaume-Uni, qui est d’environ 76 GW.
Avec des coûts de départ extrêmement élevés et un faible taux de retour sur investissement, le projet nécessiterait un financement gouvernemental important en plus des capitaux privés.
Cependant, à mesure que la technologie progresse, le coût du lancement spatial et de la production diminuera rapidement. De plus, la portée du projet permettra une production de masse, ce qui devrait réduire quelque peu les coûts.
On ne sait pas si l’énergie solaire spatiale peut nous aider à atteindre la neutralité carbone d’ici 2050. D’autres technologies, telles que le stockage d’énergie diversifié et adaptable, l’hydrogène et l’expansion des sources d’énergie renouvelables, sont mieux comprises et plus rapidement réalisables.
Malgré les obstacles, l’énergie solaire spatiale est un prélude à un grand potentiel de recherche et de développement. La technologie jouera certainement un rôle important dans l’approvisionnement énergétique mondial futur.
https://panneauxsolaire.eu/solaire-spatiale/?feed_id=512&_unique_id=637ddb726c699