L'énergie solaire spatiale (SBSP) est une idée qui a été alternativement promue et ignorée depuis sa création en 1968. Un système SBSP est essentiellement un satellite composé de panneaux solaires transmettant l'énergie électrique de l'espace vers la TerreIl s'agit d'une source d'énergie propre dotée d'une capacité considérable à répondre aux besoins énergétiques futurs. Cette technologie a des impacts positifs et négatifs qui compromettent sa viabilité actuelle. Découvrons donc les avantages et les inconvénients de l'énergie solaire spatiale, ainsi que ses applications possibles.
Avantages et inconvénients de l'énergie solaire spatiale
L'énergie solaire spatiale (SBSP) est la processus de collecte de l'énergie solaire dans l'espace et la transmet sans fil à la Terre. Elle utilise des panneaux solaires installés sur des satellites équipés de réflecteurs ou de miroirs gonflables qui dirigent le rayonnement solaire vers eux. Cette énergie est ensuite transmise vers la Terre par un laser ou un micro-ondes. Elle est ensuite reçue par une antenne rectenna (une antenne micro-ondes).
Selon la National Space Society, le SBSP a le potentiel de surpasser toutes les autres sources d'énergie renouvelables combinées. Il peut fournir de grandes quantités d'énergie avec un impact environnemental minimal.
Pour mieux comprendre le concept et sa possibilité de répondre à nos besoins énergétiques, découvrons en détail les avantages et les inconvénients de l’énergie solaire spatiale.
Avantages de Énergie solaire spatiale
1. Source d'énergie propre
L'énergie solaire spatiale se distingue des centrales au pétrole, au gaz, à l'éthanol et au charbon car elle ne libère aucun gaz à effet de serre dans l'atmosphère. Contrairement aux centrales à charbon et nucléaires, l'énergie solaire spatiale ne nécessite pas de ressources limitées en eau douce.
L'énergie solaire spatiale n'entre pas en concurrence avec d'autres sources d'énergie comme le bioéthanol ou le biodiesel pour les terres agricoles, qui se raréfient progressivement. De plus, elle ne dépend pas des engrais à base de gaz naturel.
2. Transport facile
L’utilisation de l’énergie solaire provenant de l’espace peut créer une demande suffisamment importante pour développer un moyen économique de transporter des objets dans l'espace. Ce faisant, le potentiel économique des ressources du système solaire sera libéré.
3. Opportunités d'emploi
L’utilisation de l’énergie solaire spatiale peut créer plus d'emplois, et contribuer à résoudre les problèmes de sécurité énergétique et de changement climatique en tirant parti de l’expertise du secteur aérospatial.
4. Fiable
La quantité d'énergie solaire spatiale disponible est énorme et elle est accessible 24 heures sur 24, ce qui ne peut être réalisé par l'énergie solaire terrestre. installations éoliennesIl fonctionne sans effort, sans être affecté par la couverture nuageuse totale, la présence de lumière du jour ou la vitesse du vent. Son utilisation permet de réduire ou pas de dépendance envers des pays imprévisibles ou hostiles pour le pétrole.
5. Plus sûr
L'énergie solaire spatiale est avantageux par rapport aux centrales nucléaires car il ne génère pas de déchets toxiques nécessitant un stockage et une surveillance sécurisés pendant des siècles. Il est plus respectueux de l'environnement que le charbon et les combustibles nucléaires, car il ne nécessite pas d'exploitation minière dangereuse.
6. Illimité
Voici le prochain avantage de la liste des avantages et inconvénients de l'énergie solaire spatiale : elle peut aider les pays indépendant en termes d'énergie en réduisant la dépendance aux sources d’énergie terrestres et en diminuant ainsi la concurrence pour des ressources limitées.
7. Portée étendue
L’utilisation de l’énergie solaire spatiale permet possibilité d’exporter de l’énergie vers n’importe quel endroit du globe. Cette énergie peut ensuite être adaptée pour répondre aux besoins locaux, comme la production de méthanol dans des zones rurales comme l'Inde, dépourvues d'électricité. L'une de ses applications potentielles est le dessalement de l'eau de mer. Une centrale solaire spatiale de même taille produit 13 fois plus d'énergie qu'une centrale terrestre de taille similaire. Nous arrivons ainsi au bout des avantages de l'énergie solaire spatiale ; examinons maintenant ses inconvénients.
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Inconvénients of Énergie solaire spatiale
1. Travaux
L’un des principaux inconvénients des satellites d’énergie solaire basés dans l’espace est la complexité impliquée dans leur construction, surtout lorsqu'il s'agit de satellites de grande taille. La construction de grands satellites nécessite le lancement de quantités importantes de matériaux. L'assemblage, l'entretien et le remplacement de ces matériaux sont également cruciaux au fil du temps. Il s'agit d'un processus périodique, coûteux et chronophage, qui, compte tenu de ces coûts élevés, semble peu pratique.
2. Coût de développement élevé
Le développement de l’énergie solaire spatiale est un processus coûteux. Il est essentiel de comparer les coûts liés au développement de l'énergie solaire spatiale avec ceux de son inaction. La construction de ces systèmes dans l'espace est coûteuse, car un grand nombre de lancements de navettes spatiales sont nécessaires pour transporter tous les matériaux nécessaires.
Pour le low cost : 4,000 4 tonnes (9,000 millions de kg) x 36 80,000 dollars de coût de lancement par kg, le coût est estimé à environ 80 milliards de dollars. Pour 43,000 3.4 tonnes (XNUMX millions de kg) x XNUMX XNUMX dollars de coût de lancement par kg, le coût est estimé à environ XNUMX XNUMX milliards de dollars.
3. Entretien élevé
Envoyer de l'énergie solaire de l'espace vers la Terre coûte cher, mais c'est plus difficile et coûteux de maintenir les composants dans l'espace. Sur Terre, les composants des panneaux solaires dégradés ou défectueux sont remplacés et réinstallés en quelques heures ou quelques jours. Mais cela n'est pas aussi simple dans l'espace.
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4. Danger potentiel
Les panneaux solaires dans l'espace sont confrontés à de nombreux dangers, notamment spatiaux débris, astéroïdes, poussière et rayonnement puissant (non filtré) du soleil. Tous ces éléments constituent un danger potentiel pour l'intégrité du système solaire spatial.
5. Courte durée de vie
Les panneaux solaires dans l’espace ont une durée de vie plus courte en raison de l'environnement spatial difficile Comparé aux panneaux solaires terrestres, ce système nécessite un remplacement, ce qui nécessite le lancement de matériaux dans l'espace, ce qui engendre des dépenses supplémentaires. C'est l'un des principaux inconvénients de l'énergie solaire spatiale.
6. Dégradation rapide
Le dégradation des panneaux solaires dans l'espace est significativement plus élevée que la dégradation des panneaux solaires sur Terre, environ huit fois plus élevé.
7. Gaspillage
Le transport de l'énergie vers la Terre peut présenter des risques. De plus, cela implique une perte d’énergie importante pendant le processus de transport.
Exigences relatives à l'énergie solaire spatiale
Pour que l’énergie solaire spatiale devienne une réalité, il est essentiel de disposer de la technologie et de l’infrastructure nécessaires.
1. Transmission de puissance facile et efficace
Il est essentiel d’évaluer la transmission d’énergie des satellites à la surface de la Terre, avec un impact environnemental minimal.
2. Construction et opérations en orbite à grande échelle
Les satellites d’énergie solaire nécessitent une grande taille pour collecter une quantité importante d’énergie, beaucoup plus grande que la Station spatiale internationale (ISS), qui est actuellement le plus grand vaisseau spatial jamais construit. Cependant, ces satellites seront moins complexes que l'ISS car ils seront constitués de nombreuses pièces identiques.
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3. Véhicules de lancement écologiques à faible coût
Les lanceurs conçus pour un usage unique sont coûteux et, utilisés fréquemment, peuvent contribuer à la pollution atmosphérique. Cependant, plusieurs entreprises privées s'y intéressent actuellement. travailler sur le développement de lanceurs moins chers et réutilisables comme solution à ces problèmes.
Applications de l'énergie solaire spatiale
Au cours de recherches continues menées depuis plusieurs années, les chercheurs pensent que le SBSP peut être utilisé à diverses fins, principalement dans la production d'électricité et les applications spatiales.
1. Les principales applications du SBSP sont les suivantes : infrastructures spatiales électriques, satellites, rovers et véhicules spatiaux.
2. Remplacez combustibles fossiles centrales électriques comme source d'énergie de secours pendant les périodes où la production éolienne et solaire est faible.
3. D’autres applications potentielles incluent la approvisionnement en eau douce par le processus de dessalement de l'eau de mer.
4. Airbus veut utiliser l'énergie solaire produite dans l'espace pour contribuer à réduire l’empreinte carbone élevée de l’aviation. Cela n'éliminera pas l'utilisation de combustibles fossiles dans les avions, mais cela pourrait réduire la quantité de gaz à effet de serre émise par les avions. Cela pourrait éventuellement augmenter l'autonomie des avions à l'avenir.
5. Il peut être utilisé pour produire des substances liquides qui ont un immense potentiel en tant que produits chimiques industriels, carburants, matériaux de construction ou produits, selon le directeur de la Liquid Sunlight Alliance à Caltech.
Après avoir appris les avantages et les inconvénients de l’énergie solaire spatiale et son application, découvrons quel est l’avenir du système SBSP.
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L'avenir du système d'énergie solaire spatial
L’énergie solaire provenant de l’espace est une option envisageable, et si elle est développée, elle peut nous offrir une source d’énergie abondante. Cependant, c'est aussi un défi de taille. Afin de réduire le coût élevé de l'envoi de panneaux solaires dans l'espace, les fabricants doivent réduire considérablement leur poids grâce à des avancées majeures. Des panneaux solaires à couches minces améliorés pourraient y contribuer.
Les scientifiques et les chercheurs spatiaux s'efforcent de générer un faisceau constant et précis, capable de garantir une puissance constante et de stabiliser les satellites. Les pays prennent déjà des mesures pour rendre cette technologie opérationnelle au plus vite.
1. Chine
- Un petit satellite solaire a déjà été lancé dans la stratosphère en 2021 pour exploiter l’énergie des systèmes d’énergie solaire basés dans l’espace.
- L'entreprise prévoit de produire environ 1 mégawatt d'énergie d'ici 2030 et de développer d'ici 2050 une centrale solaire spatiale commercialement viable.
2. Japon
- Les chercheurs ont réussi à transmettre de l’énergie électrique sans fil grâce aux micro-ondes, ce qui constitue une grande avancée.
- Les systèmes SBSP font partie de leurs visions d’exploration spatiale future.
3. États Unis
- Partenariat de 100 millions de dollars entre Laboratoire de recherche de l'US Air Force et Northrop Grumman pour faire progresser la technologie SBSP.
- Initiative d'énergie solaire spatiale de 17.5 millions de dollars pour développer la technologie SBSP et produire de l'énergie à moindre coût.
- Recherche de systèmes de lancement réutilisables pour réduire les coûts d'assemblage et de lancement du SBSP.
- Grâce aux nouvelles technologies, le concept SPS-ALPHA MARK-II a permis de rendre les projets SBSP économiquement viables.
Les sources d'énergie renouvelables ont le potentiel de répondre aux besoins énergétiques mondiaux sur Terre. seulement 22,000 XNUMX miles carrés de panneaux solaires, équivalent à la superficie du lac Michigan, l'ensemble des États-Unis aurait suffisamment d'électricité, selon les données du gouvernement américain.
La disponibilité des combustibles fossiles est limitée et ils risquent de s'épuiser dans un avenir proche. La recherche et les investissements ouvrent la voie à un avenir prometteur pour le système SBSP, qui constituerait une option réaliste et réalisable. Cependant, plusieurs options sont envisageables. avantages et inconvénients de l'énergie solaire spatiale, négliger encore une éventuelle solution énergétique ne serait pas une décision judicieuse.
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