Progrès de la démonstration d'énergie solaire basée dans l'espace

Le projet d'énergie solaire spatiale (SSPP) de Caltech fonctionne pour déployer une constellation de vaisseaux spatiaux modulaires qui collectent la lumière du soleil, la transforment en électricité, puis transmettent cette électricité sans fil partout où elle est nécessaire, y compris dans des endroits qui n'ont actuellement pas accès à une alimentation fiable.

Sur une période de deux ans, ils ont construit et démontré deux tuiles prototypes. C'est l'élément modulaire clé qui capte la lumière du soleil et transmet la puissance. Grâce à ce processus, ils ont appris beaucoup de choses sur la façon de concevoir des systèmes hautement intégrés et ultralégers de ce type. La deuxième tuile prototype d'énergie solaire basée dans l'espace est 33% plus légère que la première.

Les tuiles modulaires sont mises à l'échelle dans un tableau plus large. Ils sont montés sur une structure très flexible qui peut être repliée pour tenir dans un lanceur. Une fois déployée, la structure se dilate et les tuiles fonctionnent de concert et en synchronisation pour générer de l'énergie, la convertir et la transférer exactement là où vous en avez besoin et nulle part ailleurs.

Caltech travaille sur trois ou quatre percées technologiques qui, combinées, transformeraient la façon dont l'énergie solaire spatiale.

Ci-dessus - Un réseau de petits panneaux solaires faisant partie du projet Space Solar Power intègre le photovoltaïque, les circuits de transfert de puissance et intègre la direction du faisceau.
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En utilisant de nouvelles techniques de pliage, inspirées de l'origami, ils sont capables de réduire considérablement les dimensions d'un vaisseau spatial géant pour le lancement. L'emballage est si serré qu'il est essentiellement exempt de tout vide.

L'exploitation de l'énergie solaire dans l'espace repose sur des avancées révolutionnaires dans trois domaines principaux :
* Le groupe de recherche d'Atwater conçoit des systèmes photovoltaïques ultralégers à haut rendement (matériaux qui convertissent la lumière en électricité) optimisés pour les conditions spatiales et compatibles avec un système modulaire intégré de conversion et de transmission d'énergie.

* L'équipe de recherche de Hajimiri développe la technologie peu coûteuse et légère nécessaire pour convertir le courant continu en puissance radiofréquence (qui est utilisée pour transmettre les signaux des téléphones portables, par exemple) et l'envoyer sur Terre sous forme de micro-ondes. Le processus est sûr, explique Hajimiri. Le rayonnement non ionisant à la surface est nettement moins nocif que l'exposition au soleil. De plus, le système pourrait être rapidement arrêté en cas de dommage ou de dysfonctionnement.

* Le groupe de BPellegrino invente des structures spatiales pliables, ultrafines et ultralégères pour supporter le photovoltaïque ainsi que les composants nécessaires pour convertir, transmettre et orienter la puissance radiofréquence là où elle est nécessaire.
L'unité de base du système envisagé par les chercheurs est une tuile de 4 pouces sur 4 pouces qui pèse moins d'un dixième d'once. Des centaines de milliers de ces tuiles se combineraient en un système de satellites volants semblables à des tapis qui, une fois déployés, créeraient une surface de collecte de la lumière du soleil mesurant 3.5 milles carrés.

Les travaux sur le SSPP ont été soutenus par un financement de plus de 100 millions de dollars de Donald Bren, président de la société Irvine et membre à vie de la communauté Caltech, et de son épouse, Brigitte Bren, administratrice de Caltech. La Northrup Grumman Corporation a financé les premières études de faisabilité.