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Utiliser des tapis volants pour éclairer le monde

Utiliser des tapis volants pour éclairer le monde


[Source de l'image: NASA / Bob Silberg / Viktor Vasnetsov]

Les chercheurs viennent de développer «un tout nouveau monde» d'efficacité énergétique: les tapis volants.

Une équipe de Caltech et Northrup Grumman souhaite développer des tapis capteurs solaires et en envoyer 2500 sur l'orbite terrestre.

Selon le Programme de développement des Nations Unies, un quart de la population mondiale n’a pas accès à une source d’électricité fiable. Parmi ces personnes, plus de la moitié n'ont pas du tout d'électricité. Ces chercheurs espèrent que leurs panneaux solaires volants pourraient être la solution.

Les panneaux solaires mettront en orbite l’atmosphère terrestre et convertiront l’énergie solaire en micro-ondes. Le faisceau sera ensuite redirigé vers la Terre où les micro-ondes seront converties en électricité.

L'idée a été proposée par Harry Atwater, l'un des professeurs de Caltech qui dirige la SSPI (Space Solar Power Initiative). La récolte d'énergie dans l'espace est discutée depuis longtemps, cependant, il semble que l'équipe SSPI sera l'organisation qui dirigera l'initiative.

La centrale électrique se déroulera à partir d'un cylindre de 3 pieds de diamètre et de 5 pieds de long. Une fois libéré du lanceur, il atteindra sa taille maximale: deux tiers de la taille d'un terrain de football et seulement 1 pouce d'épaisseur.

«Ce que nous proposons, quelque peu audacieusement, est de développer la technologie qui permettrait de construire les plus grandes structures spatiales jamais construites», a déclaré Harry Atwater à la NASA, l’un des trois professeurs de Caltech à la tête de SSPI.

La centrale électrique basée dans l'espace sera composée de milliers de tuiles qui exploiteront la puissance du soleil. Dans sa conception actuelle, les carreaux mesurent 10 sur 10 cm et mesurent environ 3 cm d'épaisseur. Il conserve également la capacité d'être enroulé dans un cylindre d'un mètre de diamètre et d'environ un mètre et demi de long tout en conservant une superficie équivalente à environ les deux tiers de la taille d'un terrain de football. Chaque vaisseau spatial indépendant sera composé de 360,000 de ces tuiles. Cependant, à 0,8 gramme par carreau, il est extrêmement léger, ce qui permet de concrétiser l'initiative dans une application réelle. L'ensemble du réseau dans un vaisseau spatial ne pèsera que 370 kilogrammes.

«Notre approche utilise des circuits intégrés ultralégers, des panneaux photovoltaïques et des structures», dit Hajimiri, «qui la rendent environ deux ordres de grandeur plus légère que tout effort concurrent dont je suis conscient.

Le réseau total comprendra 900 millions de tuiles indépendantes qui seront installées par plus de 2 500 «engins spatiaux volant en formation». L'appareil est également conçu avec un degré élevé de redondance pour garantir que si une tuile est déconnectée, toutes les autres peuvent rester fonctionnelles. Chaque tuile transmettra indépendamment la puissance qu'elle génère. La perte de quelques carreaux à la suite d'une importante activité solaire ou de micrométéorites aura un impact négligeable sur la fonctionnalité du système.

Formation des `` tapis volants ''
[Source de l'image: NASA]

Les zones sans centrales électriques ou sans capacités de transmission majeures seraient des candidats idéaux pour héberger des stations au sol massives pour capturer le rayonnement micro-ondes. Les stations au sol recevraient alors l'énergie des panneaux solaires en orbite qui seraient ensuite transmises aux communautés locales. Les panneaux seront déployés sur des orbites géostationnaires pour garantir que la centrale spatiale sera en mesure de fournir de l'énergie à un endroit spécifique sur Terre.

«Vous regardez les saisons, le cycle jour-nuit et tout cela par rapport à l'avoir dans l'espace en orbite géostationnaire (une orbite où un satellite semble planer au-dessus d'un endroit sur la surface de la Terre), et il y a un avantage dans l'espace, facteur de 9 », déclare Pellegrino.

Essentiellement, l'antenne de réception sur Terre exploite jusqu'à 9 fois plus d'énergie que les panneaux solaires au sol de taille similaire.

Certains peuvent être sceptiques ou préoccupés par le fait qu'en projetant de l'énergie vers la terre sous forme de rayons micro-ondes pourrait potentiellement poser un danger pour la sécurité, cependant, Atwater assure que «la densité d'énergie que vous transmettez n'est pas supérieure à ce que vous obtenez en vous tenant à l'extérieur au soleil ou en utilisant votre téléphone portable ».

Le projet est plus qu'un simple rêve. L'entreprise développe déjà une production à grande échelle des carreaux. De plus, le projet est maintenant soutenu par Northrop Grumman qui fournira jusqu'à 17,5 millions de dollars à l'initiative sur trois ans.

Malgré son caractère ambitieux, le projet semble plus réalisable chaque jour grâce à une technologie constamment mise à jour. L'espace offre des conditions idéales pour récolter l'énergie solaire brute. Au-dessus de l'atmosphère terrestre, très peu absorbe les radiations. Ainsi, les panneaux solaires auraient d'abord des dibs sur d'immenses quantités de rayons. Nul doute que l'entreprise sera confrontée à des obstacles tout au long de la production. Cependant, les tapis volants magiques pourraient être une autre réponse dans la recherche d'énergie propre.

Écrit par Maverick Baker


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