Energia solara espaciau

Ua prumèra. Lo Space Solar Power Demonstrator (SSPD), metut en orbita au mes de genèr de 2023, transmetoc poténcia electrica despuish l’espaci cap a la Tèrra, per un conjunt de microondas. Ua hont navèra d’energia? L’energia deu Sorelh Lo Sorelh ei ua estela de de la nosta galaxia que ne compta tres o quate cents…

Per Anne-Pierre Darrées
Sequéncia d'imatges UV capturadas per la sonda Solar Orbiter mentre que s'apressava deu Sorelh en 2022. Aqueths imatges que representan los gas de l'atmosfèra deu Sorelh, qui atenhen ua temperatura de haut o baish 1 milion de gras Celsius. © NationalGeographic
Sequéncia d'imatges UV capturadas per la sonda Solar Orbiter mentre que s'apressava deu Sorelh en 2022. Aqueths imatges que representan los gas de l'atmosfèra deu Sorelh, qui atenhen ua temperatura de haut o baish 1 milion de gras Celsius. © NationalGeographic

Ua prumèra. Lo Space Solar Power Demonstrator (SSPD), metut en orbita au mes de genèr de 2023, transmetoc poténcia electrica despuish l’espaci cap a la Tèrra, per un conjunt1 de microondas. Ua hont navèra d’energia?

L’energia deu Sorelh

Bilanç de l’energia emetuda peu Sorelh ©  https://svtlyceedevienne.com/

Lo Sorelh ei ua estela de de la nosta galaxia que ne compta tres o quate cents miliards. Son atge? Haut o baish 4,5 miliards d’annadas (l’univèrs a 13,8 miliards d’annadas desempuish lo Big Bang). Ei l’estela mes pròcha de la Tèrra, situada sonque a cent cinquanta milions de quilomètres (haut o baish ueit minutas-lutz).

Lo Sorelh ei ua gròssa bòla de plasma caud (garbura de nuclèus e d’electrons) que vira sus era medisha en 25 dias. Coma totas las estelas, lo Sorelh lusís pr’amor que produsís energia. La temperatura deu plasma (15 milions de grads au centre) e la soa densitat (150 tonas per m3) favorizan reaccions de fusion nucleara que transfòrman l’idrogèn en èli en tot liberar energia (radiacions). Quan lo Sorelh aja estarit tot l’idrogèn, la temperatura en lo son centre creisherà enqüèra dinc a aviar la fusion de l’èli en carbòni. Mès la capacitat de fusion nucleara dont dispausa lo Sorelh ei limitada: deveré contunhar cinc miliards d’annadas haut o baish.

Las radiacions liberadas peu Sorelh (UV, lutz visibla, IR) corren dens l’espaci e arriban tà la Tèrra on son, per la mieitat, absorbidas o rebatudas per l’atmosfèra. Atau, la lutz solara ei fòrça mes importanta dens l’espaci que sus Tèrra. Scientifics se pausan ua question: e si captàvam l’energia solara dens l’espaci?

Captar l’energia solara dens l’espaci

Peter Glaser, lo pair deu concèpte de satellit a energia solara. (Crèdit imatge : Arthur D. Little Inc.)

Peter Glaser, lo pair deu concèpte de satellit d’energia solara. (Crèdit imatge : Arthur D. Little Inc.)

Lo sorelh envia a contunhar ua energia que poiré estar ua hont entà las nostas activitats umanas. L’american Charles Fritts (1850-1903) tròba las prumèras cellulas fotovoltaïcas en 1880. A maugrat deus melhoraments, lo procediment non se desvolopa pas. Cau díser que captar aqueras radiacions sus Tèrra presenta inconvenients:

– non se pòden pas pilotar: prenguem çò qu’arriba (jornada ennublada => pas o pauc d’energia)

– non recebem pas lutz la nueit (quasi la mieitat deu temps)

– l’atmosfèra e los crums absorbissen, rebaten donc diminuan las radiacions solaras (l’energia finau ei febla)

– cau susfàcias granas de panèus solars (pr’amor l’energia solara ei febla).

L’american Peter Glaser (1923-2014, origina chèca) ei un especialista de l’energia solara e de l’espaci. En 1968, perpausa satellits dab cellulas fotovoltaïcas que collèctan l’energia solara e la convertissen en microondas (o làser) tà las transméter dinc a la Tèrra. Mès enviar panèus solars dens l’espaci ei tròp car e tecnicament tròp complicat.

Las centralas solaras espaciaus

Pr’amor de l’aviada de l’industria espaciau e de las miaças ligadas au cambiament climatic, la NASA s’interèssa ad aqueras centralas. Atau, imaginan ua centrala solara a l’entorn de la Lua tad alimentar en energia los avantpòstes abitats, las activitats d’exploracion deu noste satellit e, perqué pas, tà enviar los vaishèths cap tà destinacions interplanetàrias.

SPS-ALFA : lo satellit d'energia solara imaginat per la NASA © NASA

SPS-ALFA : lo satellit d’energia solara imaginat per la NASA © NASA

Autes projèctes s’interèssan a centralas espaciaus que serén sus l’orbita dita geosincròna (a 36 000 km de la Tèrra). Atau, las centralas se desplaçarén a la medisha vitessa que la Tèrra e non semblarén pas mudar. Sus aquera orbita, las centralas que receberén los arrais deu sorelh 99% deu temps, puish, qu’enviarén energia tad antenas sus Tèrra. Quauques país començan: John C. Mankins, USA, perpausa lo satellit SPS-ALPHA en 2012, Duan Baoyan, China, la solucion OMEGA en 2013, etc. Las prumèras escadudas arriban: l’equipa de Naoki Shinohara, Japon, s’i escad a transméter energia per microondas sus ua distància de 50 m en 2015. China, dab lo son programa Zhuri, anóncia en 2022 l’escaduda deu sistèma de receptor au sòu, etc.

L’experiéncia de Caltech

Lo California Institute of Technology (Caltech) ei un institut independent de sciéncia e d’engenheria de reputacion mondiau que trabalha sus las questions scientificas fondamentaus e los desfís societaus màgers. En genèr 2023, envièn un prototipe espaciau, lo Space Solar Power Demonstrator (SSPD) tà collectar l’energia solara de l’espaci e la transméter dinc a la Tèrra per un conjunt de microondas. Lo 1èr de junh de 2023, lo SSPD transmetoc 200 miliwatts. Pas gran causa de segur, mès ei ua bona novèla.

Energia solara : Lo Space Solar Power Demonstrator (SSPD) de CalTech

Lo Space Solar Power Demonstrator (SSPD) de CalTech

Coma fonciona? Dens l’espaci, captan l’energia solara de faiçon classica per panèus solars e la convertissen en electricitat (corrent continú). Los electrons passan dens un tube dit magnetron dens lo quau son desviats per un camp magnetic e, atau, produsissen ondas electromagneticas. Puish 32 emeteders de microondas, pilotats per puças electronicas, produsissen lo conjunt focalizat e dirigit cap a la Tèrra. Aquiu, ua antena redreçaira convertís las ondas en corrent electric continú.

De la medisha faiçon qu’Internet a democratizat l’accès a l’informacion, esperam que lo transferiment d’energia shens hiu democratizarà l’accès a l’energia, digoc Ali Hajimiri, codirector deu projècte.

Mès som enqüèra lonh d’ua solucion operacionau. Alavetz, los projèctes que’s multiplican. Per exemple, Reiaume Unit prepara dab Airbus, l’universitat de Cambridge e lo fabricant de satellits SSTL ua centrala espaciau experimentau tà 2035. L’ESA (Agéncia Espaciau Europèa) a tanben un projècte similar aperat Solaris.

Ua alternativa au nuclear?

Esquèma de principi de la fusion nucleara

Esquèma de principi de la fusion nucleara

Los desfís son enqüèra deus grans: tà remplaçar ua centrala nucleara de 900 MW, caleré 1 km2 de panèus solars (100 còps mes gran que l’estacion ISS) pro leugèrs tà non pas emplegar tròp de carburant tad estar enviats dens l’espaci, pro plegadís tà poder càber dens ua fusada. Cau tanben que resistissen a las variacions hòrtas de temperatura e a las radiacions solaras, que lo còst sia pro petit senon digun ne poirà pagar l’electricitat produsida, etc. De mes, cau trobar carburants navèths tà la fusada, installar sistèmas de mantenença deus panèus… Sense parlar deus robòts que bastissen tot aquò dens l’espaci. Enfin, la quantitat d’energia perduda dens tot lo procediment (transformacion de las radiacions solaras en electricitat puish en microondas puish, sus Tèrra, en electricitat) ei grana mès la quantitat d’energia finau demora mes importanta que la qu’ei captada per panèus solars terrèstres.

Çaquelà, los avantatges son tanben deus grans. En mes de la disponibilitat quasi permanenta de l’energia, aquò permeteré per exemple d’enviar energia en tot lòc, coma tad un parçan estremat o ua region arrueinada per un tèrratrem, sense construsir un hialat de transpòrt.

Uei, los problèmas d’estocatge (véser article Pilas a pièlas) e de transpòrt de l’energia limitan la transicion cap a las energias de mau estarir. Atau, las duas pistas màgers actuaus retengudas peus scientifics tà hornir energia en quantitat sufisenta entà tota l’umanitat son lo solar espaciau e la fusion nucleara. Los grans país s’interèssan a las duas quan ne serén pas a la nosta disposicion abans 20 o 30 ans.

Referéncias

L’essentiel sur le soleil, CEA, 7 juin 2017

Comment fonctionne le soleil, Couleur Science, Timo Van Neerden, 21 février 2015

In a first, Caltech’s Space Solar Power Demonstrator Wirelessly Transmits Power in Space, Robert Perkins, June 01, 2023

Nous pourrons bientôt récupérer de l’énergie solaire directement dans l’espace, Transitions & énergies, 16 aout 2023

  1. faisceau
Posted in ,