Récupérer l’énergie solaire en orbite et la transmettre au sol pour l’utiliser

L'énergie solaire en bas

L’ESA travaille sur le concept de la collecte de l’énergie solaire en orbite, où la lumière du soleil est jusqu’à 11 fois plus intense que sur le territoire européen, puis de sa transmission au sol pour utilisation. Crédit : Frazer-Nash Consultancy

La production d’énergie solaire devient de moins en moins chère et de plus en plus efficace, mais certaines limites fondamentales resteront toujours d’actualité : les panneaux solaires ne peuvent produire de l’énergie que pendant la journée et une grande partie de la lumière du soleil est absorbée par l’atmosphère lorsqu’elle descend vers le sol. L’ESA travaille donc sur le concept de collecte de l’énergie solaire en orbite où la lumière du soleil est jusqu’à 11 fois plus intense que sur le territoire européen, puis de la transmettre au sol pour l’utiliser.

Dans le cadre de cet effort, un nouveau projet vise à concevoir des satellites à énergie solaire, qui deviendraient les plus grandes structures jamais construites dans l’espace. Frazer-Nash Consultancy étudiera la construction modulaire des satellites à énergie solaire, afin de les démonter efficacement lorsqu’ils arrivent en fin de vie pour les réutiliser ou les recycler.

L'énergie solaire dans l'espace

Infographie sur l’énergie solaire dans l’espace. Crédit : ESA

La production d’énergie solaire est devenue beaucoup moins chère et plus efficace ces dernières années, mais quelles que soient les avancées technologiques, des limites fondamentales subsisteront toujours : les panneaux solaires ne peuvent produire de l’énergie que pendant la journée, et une grande partie de la lumière du soleil est absorbée par l’atmosphère pendant son trajet vers le sol. Et si, au lieu de cela, nous pouvions collecter l’énergie solaire dans l’espace et la transmettre à la surface ? L’ESA est à la recherche d’idées de technologies et de concepts pour les satellites d’énergie solaire qui feront précisément cela.

Rayonnement solaire incident

En orbite, l’intensité de la lumière solaire est beaucoup plus élevée que l’intensité à la surface de la Terre.

Captage de la lumière solaire et régulation de l’énergie

La lumière du soleil est convertie en courant, puis préparée pour être envoyée par radiofréquence sur la Terre, la Lune ou une autre surface planétaire.

Téléportation d’énergie

L’énergie est envoyée vers la Terre à l’aide de réseaux phasés, d’émetteurs laser ou d’autres technologies sans fil. Le faisceau d’énergie doit être précis, fiable et doit conserver autant de sa puissance que possible lors de son passage dans l’atmosphère terrestre.

Capture du faisceau et conversion de l’énergie

Le faisceau d’énergie est capturé par des cellules photovoltaïques ou par une antenne qui convertit l’énergie électromagnétique en électricité. Les satellites peuvent envoyer de l’énergie vers un seul site au sol, ou vers plusieurs sites autour d’un objet planétaire.

Transmission d’énergie

Les systèmes qui recueillent sur Terre l’énergie solaire d’origine spatiale doivent être intégrés de manière sûre et durable aux réseaux électriques existants. La distribution d’énergie est également vitale dans les missions scientifiques, d’exploration et de colonisation.

Utilisation de l’énergie

En plus d’avoir le potentiel pour aider l’Europe à atteindre son objectif de neutralité carbone d’ici 2050, les technologies d’énergie solaire basées dans l’espace pourraient fournir la flexibilité et la fiabilité requises pour les missions scientifiques et d’exploration où les autres sources d’énergie sont limitées, par exemple les missions de rover pendant la nuit lunaire.

Soutenu par le programme Discoverydes activités de base de l’ESA, ce projet a été lancé par l’intermédiaire de l’équipe de l’ESA.Plate-forme d’innovation spatiale ouvertede l’ESA, à la recherche de nouvelles idées prometteuses pour l’espace.

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