Tout le monde peut fournir de l’énergie propre à tous les pays et la livrer partout dans le monde.
Seulement 1,11 % de la consommation énergétique mondiale en2019 reçu de l'énergie solaire. Le soleil a un énorme potentiel énergétique, c'est pourquoi les chercheurs cherchent un moyen d'utiliser au mieux son plein potentiel.
À première vue, l'énergie solaire est un simpleet le choix évident. Contrairement aux énergies fossiles, sa production n'émet pas de gaz à effet de serre qui accélèrent le réchauffement climatique. La concurrence pour les ressources en eau et les territoires n'est pas non plus un problème.
Plus d'un point de vue politique l'énergie solairel'une des sources d'énergie alternative les plus sûres. Des conflits majeurs ont éclaté sur le droit de disposer des réserves de pétrole et de charbon. En ce sens, l’énergie solaire est universelle, elle appartient à tout le monde et à personne à la fois.
Pourquoi n'est-il pas efficace de recevoir de l'énergie solaire sur Terre ?
Selon la NASA, environ 29 % de l'énergie solaireréfléchie par l'atmosphère terrestre et dispersée dans l'espace. De plus, 23 % supplémentaires de l'énergie solaire sont absorbés par la vapeur d'eau, l'ozone et la poussière lors de leur passage dans l'atmosphère. Après tout, seulement 48 % de l'énergie solaire atteint notre planète.
Par conséquent, les panneaux solaires sur Terre reçoivent enau mieux, la moitié de l'énergie de la quantité d'origine. Mais il y a toujours un problème dans les batteries elles-mêmes, leur efficacité maximale est d'environ 22 % : on parle de conditions hors laboratoire. Et surtout, les panneaux solaires ne fonctionnent que pendant la journée. Par conséquent, vous devez avoir une idée pour recevoir l'énergie directement du Soleil, tout en n'étant pas sur Terre.
Comment fonctionne l'énergie solaire spatiale ?
L’énergie solaire spatiale (SBSP) est une idéecollecter l'énergie solaire dans l'espace à l'aide de panneaux solaires satellitaires. Ensuite, il arrive sur Terre sans fil. Selon l’Agence spatiale européenne (ESA), la lumière du Soleil est 11 fois plus intense en dehors de l’atmosphère. Par conséquent, les panneaux solaires des satellites peuvent fournir une énorme quantité d’énergie que l’humanité ne peut même pas dépenser.
De plus, les panneaux satellites ne sont pas menacésmauvais temps et coucher de soleil. Depuis l'espace, ces appareils pourront transmettre de l'énergie à n'importe quel endroit sur Terre, il vous suffit donc de placer les satellites sur une orbite optimale.
Comment déployer un panneau solaire dans l'espace ?
Pour produire de l'énergie solaire spatialeaccessible, deux technologies de base sont nécessaires. Premièrement, les lanceurs destinés à livrer des matériaux dans l’espace doivent être peu coûteux et respectueux de l’environnement. La plupart des fusées actuellement utilisées pour transporter des charges utiles sont très coûteuses et polluent l’environnement. Plusieurs entreprises privées, notamment SpaceX, développent désormais des fusées réutilisables à faible coût.
Le deuxième point est la construction de satellites solairesen orbite. Pour récolter la quantité d'énergie requise, les panneaux solaires des satellites devraient être beaucoup plus grands que l'ISS. En fait, ce sera un énorme vaisseau spatial. En revanche, les panneaux spatiaux sont plus faciles à assembler que l'ISS.
Que sont les satellites solaires ?
Selon des chercheurs du ministèreAux États-Unis, il existe deux types de satellites qui peuvent être créés pour collecter l'énergie spatiale. Ces deux types comprendront des capteurs solaires, des réflecteurs et un émetteur. Les réflecteurs sont de grands miroirs qui dirigeront le rayonnement vers de petits panneaux - des collecteurs - qui convertiront ensuite l'énergie solaire en micro-ondes ou en énergie laser pour la transmettre à la Terre. Les stations de réception sur Terre collecteront, stockeront et distribueront l'énergie.
- Satellites à transmission micro-onde
La plus grande de ces deux structures sera les satellites,transmission des micro-ondes. Ils seront constitués d'immenses réflecteurs solaires qui dirigent l'énergie solaire vers le centre du satellite, d'où elle est ensuite transmise à la Terre sous forme de micro-ondes. Les satellites transmettant des signaux micro-ondes orbiteront autour de la Terre en orbite géostationnaire à une altitude d'environ 35 000 km, soit un peu moins d'un dixième de la distance de la Lune.
Cependant, toutes ces constructions seronténorme. Les réflecteurs solaires pèseront à eux seuls plus de 80 000 tonnes métriques avec un diamètre allant jusqu'à 3 km. Grâce à leur taille, les satellites micro-ondes pourraient générer des gigawatts de puissance et alimenter les principales villes du monde. De plus, la longueur d'onde du spectre électromagnétique est relativement grande, de sorte que la transmission d'énergie d'un tel satellite sera aussi rapide et intense que la lumière du soleil atteint la Terre.
Lancement, assemblage et exploitation de satellites,transmettant des micro-ondes - tout cela coûte très cher. Leur valeur est estimée à des dizaines de milliards de dollars. En raison de la grande taille, il faudra 40 à 100 lancements pour livrer tous les matériaux. De plus, la taille des centres de réception sur Terre devrait pouvoir être adaptée à la taille des satellites dans l'espace, soit environ 3 à 10 km de diamètre. Et de si grandes étendues de terre sont difficiles à aménager et à entretenir.
- Satellites à transmission laser
Le deuxième type de satellites solaires sont les satellites avectransmission laser - ils n'auront qu'un diamètre d'environ 2 m. Pour transférer l'énergie vers la Terre, ils abriteront un laser alcalin pompé par diode. Le laser peut avoir à peu près la taille d’une table de cuisine et rayonner de l’énergie vers la Terre avec une efficacité supérieure à 50 %.
Des satellites à transmission laser seront lancésgroupes en orbite terrestre basse (LEO) à environ 400 km, car ils sont de petite taille. La production de tels dispositifs est moins risquée et prend moins de temps que celle des satellites transmettant des signaux micro-ondes. Les estimations de coûts pour les satellites de transmission laser varient entre 500 millions et 1 milliard de dollars.
Mais cela a aussi ses inconvénients.Les satellites de transmission laser sont moins puissants : chaque unité ne générera que 1 à 10 MW de puissance. Même si de nombreux appareils étaient lancés en même temps, ils ne seraient pas en mesure d’égaler la puissance fournie par les satellites de transmission micro-ondes. Et comme la puissance est plus faible, il sera plus difficile de transmettre l’énergie à travers de gros nuages et de la pluie.
Le lancement de panneaux solaires dans l'espace aidera à résoudrenon seulement des problèmes énergétiques, mais aussi des conflits sociaux et politiques. Actuellement, de nombreux pays dépendent des approvisionnements en combustibles fossiles, et les approvisionnements limités en pétrole et en carbone provoquent de graves conflits internationaux. L'énergie solaire contribuera à assurer l'indépendance énergétique. De plus, cette énergie peut être exportée presque partout dans le monde.
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