Face à la demande énergétique croissante et aux progrès technologiques, il est évident que les panneaux solaires doivent évoluer. Les panneaux solaires de demain devront résister aux hautes températures et aux radiations. Ils devront produire davantage d'énergie tout en restant abordables. Leur durabilité dans l'espace est cruciale, car le remplacement de panneaux en orbite est onéreux. C'est pour répondre à cette exigence que le Centre de recherche sur l'énergie solaire de l'Université de Swansea a lancé une expérience il y a six ans. L' expérience CubeSat a atteint cet objectif ! Elle a redéfini la technologie des fermes solaires spatiales, capables de produire plus d'énergie que les technologies actuelles et potentiellement d'avoir une durée de vie plus longue.
On observe ces derniers temps une forte augmentation de l'utilisation des systèmes spatiaux à grande échelle. Ceci s'explique par le besoin accru de réseaux de communication plus performants, d'un plus grand nombre de satellites et de missions spatiales plus complexes. Il est donc nécessaire de construire des structures spatiales plus grandes et plus complexes . Le problème est que, à mesure que les systèmes spatiaux s'agrandissent, leurs besoins énergétiques augmentent, et la technologie solaire actuelle ne peut y répondre. Les chercheurs redoublent d'efforts pour développer de nouvelles technologies énergétiques adaptées aux systèmes spatiaux à grande échelle.
Face à des missions spatiales toujours plus ambitieuses et exigeantes, les limites des panneaux solaires traditionnels conçus pour l'espace apparaissent de plus en plus clairement. Si ces panneaux sont capables de convertir efficacement la lumière du soleil en électricité, leur conception et leur surface limitée constituent des contraintes importantes. Il est donc urgent de développer des solutions énergétiques à la fois performantes et adaptées aux contraintes de l'espace.
Le Centre de recherche sur l'énergie solaire de l'Université de Swansea a réalisé une avancée remarquable . Ses chercheurs ont mis au point une technologie de cellules solaires de pointe qui surpasse les performances des technologies spatiales actuelles. De plus, ils ont mené une étude approfondie de six ans afin d'évaluer les performances exceptionnelles de ces cellules solaires dans l'espace.
Les cellules solaires au tellurure de cadmium sont constituées de fines couches de différents matériaux semi-conducteurs. Ces couches sont déposées sur un verre de protection spécial en aluminosilicate dopé au cérium. Cette conception permet à l'équipe de fabriquer ces cellules solaires à moindre coût et, surtout, elles peuvent produire plus d'énergie que les technologies actuelles.
Les caractéristiques de ce nouveau système le rendent idéal pour la production de grands panneaux capables de couvrir de vastes surfaces. Ceci garantira aux systèmes spatiaux un accès à d'abondantes ressources énergétiques. L'équipe a installé des panneaux solaires sur un CubeSat en 2016 et l'a placé sur une orbite héliosynchrone. Elle a collecté et analysé les données de 30 000 orbites sur une période de six ans. Les panneaux fonctionnent toujours et n'ont subi aucune dégradation dans l'espace.
Les scientifiques de l'Université de Surrey ont collaboré avec l'Agence spatiale algérienne (ASAL) pour concevoir et construire un satellite au Centre spatial de Surrey. Ce satellite était équipé d'instruments haute performance permettant de mesurer ses performances en orbite.
Le professeur Craig Underwood , professeur émérite d'ingénierie spatiale au Surrey Space Center de l'Université de Surrey, a déclaré : « Nous sommes ravis qu'une mission conçue pour durer un an soit toujours opérationnelle après six ans. Ces données détaillées démontrent la résistance des panneaux aux radiations et la durabilité de leur structure en couches minces dans les conditions thermiques et de vide extrêmes de l'espace. »
« Cette technologie de cellules solaires à très faible masse pourrait permettre le déploiement de grandes centrales solaires à faible coût dans l'espace, ramenant ainsi de l'énergie propre sur Terre – et nous avons maintenant la première preuve que cette technologie fonctionne de manière fiable en orbite », a ajouté le professeur Craig.
Voir aussi : L’énergie solaire spatiale : l’avenir de l’énergie propre
Le Dr Dan Lamb, de l'Université de Swansea, a déclaré : « Le succès de l'essai en vol de cette nouvelle charge utile de cellules solaires à couches minces a permis de dégager des opportunités de financement pour développer davantage cette technologie. »
Le Dr Dan a ajouté : « Les panneaux solaires de grande surface destinés aux applications spatiales constituent un marché en pleine expansion, et des démonstrations comme celle-ci contribuent à renforcer la réputation mondiale du Royaume-Uni en matière de technologie spatiale. »
L'expérience Cube Sat redéfinit la technologie des parcs solaires spatiaux. Après six ans, les panneaux ont perdu en efficacité et en production d'énergie. L'équipe prévoit d'améliorer ce système à l'avenir. Cependant, compte tenu des résultats actuels, elle reste convaincue que sa technologie sera commercialement viable.
