Cela ressemble à de la science-fiction: des centrales solaires géantes flottant dans l'espace qui rayonnent d'énormes quantités d'énergie vers la Terre.
Répondre à nos besoins énergétiques avec des centrales solaires dans l'espace. Pendant longtemps, cette idée, d'abord conçue par le scientifique russe Constantin Tsiolkovski dans les années 20, c’était une source d’inspiration pour les écrivains.
Un siècle plus tard, cependant, les scientifiques font d'énormes progrès pour faire de cette idée une réalité. L'Agence spatiale européenne (ESA) a pris conscience du potentiel de ces efforts et est désormais essayer de financer ces projets. Il prédit que la première ressource industrielle que nous obtiendrons de l’espace sera l’énergie « rayonnée ». Aurons-nous des centrales solaires dans l’espace ?
les enjeux sont très élevés
Le changement climatique constitue le plus grand défi de notre époque. De la hausse des températures mondiales à l’évolution des conditions météorologiques, les impacts du changement climatique se font déjà sentir partout dans le monde. Relever ce défi nécessitera des changements radicaux dans la manière dont nous produisons et consommons l’énergie.
Les technologies des énergies renouvelables se sont considérablement développées ces dernières années, avec une plus grande efficacité et des coûts moindres. L'un des principaux obstacles à leur absorption est cependant le fait qu'ils ne permettent pas un approvisionnement constant en énergie. Les parcs éoliennes et l'énergie solaire uniquement lorsque le vent souffle ou que le soleil brille, mais nous avons besoin d'électricité 24 heures sur 24, tous les jours. En fin de compte, nous avons besoin d'un moyen de stocker l'énergie à grande échelle dans des parcs éoliens ou des centrales solaires. C'est l'étape nécessaire avant de pouvoir passer à des sources renouvelables qui répondent à nos besoins énergétiques.
Centrales solaires: les avantages de l'espace
Une solution possible serait de générer de l'énergie solaire à partir de centrales solaires dans l'espace.
Les avantages de cette solution sont nombreux : une centrale solaire spatiale pourrait orbiter pour récupérer l’énergie du soleil 24 heures sur XNUMX. L'atmosphère terrestre absorbe et réfléchit également une partie de la lumière solaire, de sorte que les cellules solaires situées au-dessus de l'atmosphère recevront plus de lumière solaire et produiront plus d'énergie.
Comment les construire?
L'un des principaux défis à surmonter est de savoir comment assembler, lancer et déployer des structures aussi importantes. Une seule centrale solaire pourrait avoir une superficie égale à 10 kilomètres carrés, l'équivalent de 1.400 XNUMX terrains de football. L’utilisation de matériaux légers sera essentielle, étant donné que la dépense la plus importante sera celle du lancement de centrales solaires dans l’espace.
Une solution proposée est de développer un essaim de milliers de petits satellites qui se rejoignent et se configurent pour former un seul grand générateur solaire. En 2017, des chercheurs du California Institute of Technology ai décrit je projets de centrale solaire modulaire, composé de milliers de cellules solaires ultra-légères.
Ils ont également montré une tuile prototype qui ne pèse que 280 grammes par mètre carré, un poids comparable à celui du papier.
Centrales solaires dans l'espace: développements récents
Des recherches récentes sur les centrales solaires prennent en compte les mécanismes de fabrication tels que l'impression 3D.
De nouvelles techniques de fabrication sont étudiées à l'Université de Liverpool pour imprimer des cellules solaires ultra-légères sur des voiles solaires. Une voile solaire est une membrane pliable, légère et hautement réfléchissante, capable d'utiliser l'effet de pression du rayonnement solaire pour propulser un vaisseau spatial vers l'avant sans carburant. En particulier, il étudie comment intégrer des cellules solaires sur les structures de voiles solaires pour créer de grandes centrales solaires sans carburant.
Ces méthodes nous permettraient de construire des centrales solaires dans l'espace. Fabriquer et déployer des unités de ce type à partir de la Station spatiale internationale ou du future station orbitale autour de la lune pourrait également nous aider à fournir de l'énergie à notre satellite.
Les possibilités ne s'arrêtent pas là
En parlant de la Lune : nous dépendons actuellement de matériaux terrestres pour construire des centrales solaires, mais les scientifiques évaluent l'utilisation de ressources provenant de l'espace. Comme le régolithe, dont j'ai parlé dans ce mon article sur le blog de Beppe Grillo.
Un autre grand défi sera d’envoyer de l’énergie vers la Terre. Le plan consiste à convertir l'électricité des cellules solaires en ondes énergétiques et à utiliser des champs électromagnétiques pour les transférer vers une antenne située à la surface de la Terre. L’antenne reconvertira ensuite les ondes en électricité.
Des chercheurs dirigés par l'Agence japonaise d'exploration aérospatiale ont déjà développé des conceptions et démontré un système en orbite qui il devrait pouvoir le faire.
Il y a encore beaucoup de travail à faire dans ce domaine, mais l’objectif est de faire des centrales solaires spatiales une réalité dans les décennies à venir.
Quand exactement?
Des chercheurs chinois ont conçu un système appelé Omega, qui visent à être opérationnels d'ici 2050.
Ce système de centrale solaire devrait pouvoir répondre à nos besoins énergétiques. Celui du projet chinois pourra fournir deux gigawatts de puissance au réseau terrestre à des performances maximales, une somme énorme.
Pour produire autant d'énergie avec des panneaux solaires sur Terre, il faudrait plus de six millions d'unités.
Des satellites solaires plus petits, tels que ceux conçus pour propulser des rovers lunaires, pourraient être opérationnels même avant 2050.
En bref: Partout dans le monde, la communauté scientifique consacre du temps et des efforts au développement de centrales solaires dans l'espace.
