RESEAU SOL(ID)AIRE DES ENERGIES !
LE FUTUR DU SOLAIRE PV
Et pourquoi pas des centrales solaires stratosphériques?
2011
RESEAU SOL(ID)AIRE DES ENERGIES !
| This tethered device generates electrical energy as it rotates about a horizontal axis in response to wind. As a closed structure, the lighter-than-air Magenn Power Air Rotor System (MARS) lets the company produce wind rotors that are operable between 1 meter/sec and in excess of 28 meters/sec. The electrical energy is transferred down the tether to a transformer at a ground station and then transferred to the electricity power grid. Helium sustains the Air Rotor, which ascends to an altitude for best winds; and its rotation causes the Magnus effect, providing additional lift, stabilization, and causing it to pull up overhead rather than drift downwind on its tether. | Large MARS units may be deployed to supplement
established grid systems supporting the electrical requirements of large
urban areas. Small MARS units could be deployed in disaster areas for emergency
electrical power for medical and other disaster relief situations. They
can correspond to changing wind patterns, offer up to 50 percent efficiency,
and make use of higher winds from 400-ft to 1,000-ft above ground level.
http://www.magenn.com/technology.php |
| Le projet KiWiGen
(Kite Wind Generator) concerne un générateur éolien
de 2000 tonnes distribuant 84 MW, pour des coûts moins importants
et la même superficie qu'une centrale nucléaire.
Des experts de l'énergie comme Pineau d'Electricité de France, Van Sark de l'Université d'Utrecht, Mawsouf de l'Université du Caire, Ockels de l'Université de Delft, Mortimer de Scottish Power, Wim Turkenburg de la Commission Sources Renouvelables des Nations Unies et l'European Space Agency (pour une éventuelle utilisation sur Mars) affirment d'ailleurs que ce projet ne relève pas de l'utopie. En effet, au-dela de 500-600 mètres d'altitude, le vent est fort et constant, et un flux de vent, dont la puissance est équivalente à celle de 100.000 centrales nucléaires, souffle au-dessus de l'Europe. Toutefois le problème est de capturer cette puissance, d'où le projet Kite Wind Generator. Le concepteur du projet KiWiGen est Massimo Ippolito, patron de Sequoia Automation à Chieri (près de Turin) passionné de "kite surfing", sport de glisse grâce à un cerf-volant de traction manoeuvré avec deux câbles et une planche de surf spéciale. Un des principaux produits de son entreprise est le capteur intelligent "SeTAC", un détecteur d'accélérations tri-axiales (capable de détecter les accélerations dans les trois directions) ayant les dimensions et le poids d'une boîte d'allumettes, caractéristiques qui le rendent unique au monde dans son genre et adapté a une multitude d'applications (décrites sur le site http://www.sequoiaonline.com). |
Ippolito a conçu un
système de cerfs-volants de puissance, à plusieurs ailes,
qui, à environ 700 mètres d'altitude, actionnent à
terre un générateur à axe vertical à travers
des bras. Chaque cerf-volant sera équipé de deux SeTAC qui
gouverneront, à travers un programme de contrôle, les continuelles
variations d'orientation nécessaires pour lui conférer la
portance maximale et lui faire suivre, toujours avec une portance positive,
un parcours circulaire.
Les cerf-volants utilisés auront une superficie de quelques dizaines de mètres carrés, un profil alaire rigide en arc et seront réalisés en polyéthylene alvéolaire. Au repos, les cerf-volants seront insérés dans des bras creux. Ce système pourra être activé soit en lançant, hors de son bras, un des cerf-volants qui se lèvera alors à la plus petite brise et commencera à faire tourner le système, provoquant la sortie et le décollage des autres cerf-volants, soit en le faisant tourner avec l'alternateur qui jouera le rôle de moteur. Cette opération peut évidemment être réalisée en sens inverse quand il est nécessaire de rentrer les cerf-volants dans leurs bras respectifs pour l'arrêter. La puissance du système sera fonction du diamètre. Ainsi, de manière indicative, un diamètre de 100 mètres fournira 0,5 MW tandis qu'un diamètre de 200 mètres fournira 500 MW. Le coût de construction d'un KiWiGen d'un GigaWatt serait d'environ 80 millions €, c'est-à-dire moins que celui d'une installation traditionnelle, tandis que le coût d'un MWh produit par ce système serait de seulement 1,5€. Ce système sera très certainement en synergie avec l'énergie photovoltaïque et ceci entre autres parce que l'excès d'énergie nocturne produite pourrait alimenter le procédé pour raffiner le silicium des cellules solaires. Source: Tutto Scienze - 08/06/2005 |
| Ce programme, initialement conçu
par la Nasa, puis abandonné quand celle-ci dut en 2001 se concentrer
sur les navettes et la station spatiale internationale, a été
repris par l'Agence Spatiale Européenne (ASE) et la Japan Aerospace
Exploration Agency, ou JAXA.
Une conférence Internationale s'est tenue sur ce thème du 30 juin au 2 juillet à Grenade, en Espagne. L'objectif est d'étudier la mise en place de satellites qui concentreraient sur la Terre des rayons solaires non perturbés par l'atmosphère et l'obscurité nocturne, puisqu'ils seraient en orbite géostationnaire. |
La transmission se ferait par micro-ondes ou laser
vers des stations terrestres situées n'importe où sur terre.
L'ASE et la Jaxa consacrent plusieurs millions d'euros au projet par an. Un fort courant d'opinion, aux Etats-Unis, se fait jour parmi les scientifiques et industriels pour que la NASA revienne dans un programme qui serait indispensable, à la fois dans la perspective d'un recours plus marqué aux énergies solaires, mais aussi dans la perspective d'obtenir de l'énergie pour les missions lunaires et martiennes prévues par le président Bush. Pour en savoir plus: - SPS 04 : http://www.congrex.nl/04c15/ - JAXA : http://www.jaxa.jp/index_e.html |
| Japon: The National Space Development Agency of
Japan, NASDA , has
announced plans to develop a satellite-based solar power system that would
beam energy back to Earth. A satellite carrying large solar panels would
use a laser to transmit the power to an airship at an altitude of about
12 miles, which would then transmit the power to Earth. NASDA currently
expects to develop the laser technologies in the next 10 years and aims
to conduct its first power transmission test in 2025.
Commentaire en français: La NASDA a organisé le 4 juillet un workshop dédié à la gestion de chaleur en orbite et au projet de production d'électricité par satellite. Une centaine de personnes étaient présentes autour du professeur Matsumoto (Université de Kyoto) pour discuter de ces sujets. Le workshop fait suite au symposium SSPS (Solar Space Power System) de l'année 2000. Le Japon poursuit actuellement des recherches visant à développer des systèmes de production d'électricité spatiale. La perspective serait pour 2020 de construire des stations orbitales GEO de plusieurs kilomètres qui capteraient l'énergie solaire et la redirigeraient sur Terre (par micro-ondes ou laser) vers des stations fixes de production d'électricité. |
De telles dimensions permettraient à une
station de fournir environ 1 GW, soit environ l'équivalent d'une
tranche de centrale nucléaire (Il est considéré que
l'énergie solaire "spaciale" vaut environ 1,3 kW/m2).
Considérant les pertes de chaleur proportionnelles au niveau de
cette station, des progrès technologiques dans le domaine de la
gestion et l'évacuation de la chaleur en orbite sont nécessaires.
Des intervenants d'IHI ont présenté l'état de leur recherche sur le sujet. De son côté, KHI a présenté les défis qu'impose un tel projet au niveau des structures et matériau, en insistant sur la fiabilité nécessaire à de tels systèmes concus pour durer 30 ans. M. Mori, du département R&D de la NASDA, a présenté les étapes de ce projet, partant du lancement d'un démonstrateur en orbite basse (50 kW en 2008, puis 10 MW), vers 250 MW et 1 GW en géostationnaire d'ici 2020. La dimension de ces dernières stations (10 km x 5 km x 0,5 km) imposerait, selon M.Mori, de développer des techniques d'assemblage en orbite par des robots. Les intervenants ont fixé la prochaine rencontre au mois de décembre 2002 à Tokyo. Contacts: grialou@rosenet.ne.jp |
| ANTENNES
ET CELLULES SOLAIRES FONT BON MENAGE
Le Laboratoire d'électromagnétisme et acoustique (LEMA) de l'EPFL, dirigé par le Prof. Juan R. Mosig, a développé des cellules "SOLANT", assurant dans un même élément, les fonctions énergie (cellule solaire) et information (antenne). Tout a commencé au début des années 90, lorsque le LEMA cherchait des applications possibles de ses antennes plates imprimées pour les satellites, avec le soutien de l'Agence Spatiale Européenne (ESA). L'idée a alors germée d'associer dans un seul élément cellule solaire et antenne. Le choix s'est porté sur des cellules solaires en silicium amorphe en raison de leur légèreté, leur flexibilité, leur robustesse et leur résistance aux rayons cosmiques et aux températures extrêmes. |
Après quatres années
de recherche, deux solutions ont été retenues. La plus originale
utilise la structure même des cellules solaires comme antenne grâce
à la présence, dans la plupart des cellules, de systèmes
collecteurs et de couches d'oxydes métalliques. Une autre solution,
plus conservatrice mais permettant une plus grande liberté de conception
de l'antenne, fait usage d'antennes à fente, constituées
de rainures très minces dans un plan métallique.
En 2002, en collaboration avec l'entreprise OHB-Teledata (Bremen, D), le projet SOLANT est entré dans sa phase industrielle avec l'équipement de mini-satellites d'antennes solaires. Souhaitons plein succès à la start-up JAST Sarl, issue du LEMA, qui a obtenu le prix "Coup de Pouce" de la Fondation Liechti pour développer cette innovation! |
| Prof. J.R. Mosig
EPFL-STI-ITOP-LEMA 1015 Lausanne tél. 021/ 693 46 28 juan.mosig@epfl.ch http://lemawww.epfl.ch |
M.S. Vaccaro
JAST Sarl PSE-EPFL 1015 Lausanne stefano.vaccaro@jast.ch |
| LE METI LANCE LA RECHERCHE SUR DES CENTRALES ELECTRIQUES
DANS L'ESPACE.
Le METI (Ministry of Economy, Trade and Industry), qui remplace le MITI, compte investir à partir de l'année fiscale 2001 (avril 2001-mars 2002) dans des satellites qui seraient à même d'envoyer de l'énergie sur la terre. Un satellite capable de générer 1 GW à partir de l'énergie solaire est prévu pour... 2040 environ. Il s'agirait d'un satellite équipé de 2 panneaux solaires. Il serait assemblé en orbite géostationnaire (36.000 km d'altitude). Chaque panneau solaire devrait mesurer 1x3 km. La transmission du courant vers la terre se ferait au moyen de micro-ondes émises par une antenne de 1km de diamètre. Les récepteurs seraient placés dans les déserts, ou sur l'océan. Le satellite devrait peser 20.000 tonnes, et sa fabrication coûter environ 2000 milliards de Yens (20 milliards €). |
Le prix de production de l'électricité
serait alors de l'ordre de 23 Yens par kWh (0,2 €). Cela est actuellement
plus cher que l'energie thermique ou nucléaire, mais le METI pense
que les prix vont chuter avec le développement de la technologie.
En 1979, la NASA pensait déjà à un projet similaire. Beaucoup de scientifiques croient que la génération d'électricité dans l'espace permettrait de s'affranchir des problèmes de pollutions par le CO2. Le METI espère que les technologies développées pour ce projet profiteront à d'autres domaines, comme les semi-conducteurs pour les batteries. (Source: Nihon Keizai Shimbun du 09/01/2001) Pour vos questions, contactez julien.thomas@diplomatie.gouv.fr |
