Énergie solaire sans fil : une application futuriste de l'énergie solaire avec un impact mondial potentiel

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  Prévision quantique
• 14 avril 2022

Résumé des informations

L’exploitation de l’énergie solaire provenant de l’espace grâce au Space Solar Power Project (SSPP) pourrait redéfinir la manière dont nous accédons et utilisons l’énergie, offrant une alternative plus fiable et plus propre aux sources traditionnelles. Le succès du projet pourrait conduire à une baisse significative des coûts énergétiques, à des systèmes énergétiques décentralisés et à l'accélération de la décarbonisation mondiale, ainsi qu'à la création d'une nouvelle industrie énergétique spatiale. Cependant, le cheminement vers l’énergie solaire spatiale présente également des défis, notamment des investissements initiaux importants, des obstacles techniques et réglementaires et des tensions géopolitiques potentielles.

Contexte de l'énergie solaire sans fil

Le projet moteur du développement de l'énergie solaire sans fil et dirigé par CALTECH s'appelle le Space Solar Power Project (SSPP). L'objectif du projet est de transmettre de l'énergie à la Terre par micro-ondes sans fil. Cette énergie solaire sera ensuite récupérée à grande échelle depuis l'espace grâce à des satellites émetteurs d'énergie chargés de panneaux solaires. Les satellites collecteraient l'énergie solaire en utilisant des miroirs géants pour émettre des ondes solaires sur un réseau de capteurs solaires considérablement plus petits que les miroirs. L'objectif ultime du projet est de surmonter les limites des installations d'énergie solaire terrestres et d'éliminer le besoin de stockage d'énergie. 

À court terme, le défi le plus important auquel sont confrontés les chercheurs du projet est de limiter la perte d'énergie de l'espace lorsqu'elle est transmise à la surface de la Terre. Heureusement, des progrès sont en cours. Sur la base de la feuille de route actuelle du projet, l'initiative devrait atteindre la phase de lancement au premier trimestre 2023, CALTECH recevant 100 millions de dollars US en août 2021 pour le SSPP. 

Cette étape importante impliquera le lancement de prototypes de démonstration sur l'orbite terrestre. Ces prototypes représentent une technologie multifonctionnelle qui convertira la lumière du soleil en énergie électrique, puis transmettra cette énergie sans fil dans l'espace libre en utilisant la radiofréquence et des microstructures pour la distribution. (Il convient de noter que le gouvernement chinois finance également une initiative de recherche similaire par l’intermédiaire de l’École de microélectronique de l’Université de Chongqing.)

Impact perturbateur

Contrairement à l’énergie solaire traditionnelle produite sur Terre, qui peut être affectée par les conditions météorologiques et la lumière du jour, l’énergie solaire spatiale pourrait offrir une source plus fiable. Cette fonctionnalité pourrait permettre à l’énergie solaire d’agir comme une option d’alimentation de base, prenant le rôle généralement joué par le nucléaire ou les combustibles fossiles comme le charbon et le gaz. La transition vers l’énergie solaire spatiale pourrait remodeler le secteur de l’énergie, en fournissant une source d’énergie plus propre et plus fiable.

Le projet SSPP, s’il réussit et est mis en œuvre à grande échelle d’ici les années 2050, pourrait entraîner une baisse significative du prix de l’énergie. Le coût principal serait lié à la construction des infrastructures et à la fabrication des satellites nécessaires pour transmettre l’énergie solaire depuis l’espace, mais une fois établie, la facilité d’accès à cette source d’énergie abondante pourrait faire baisser les coûts. Pour les particuliers, cela pourrait se traduire par des factures d’énergie plus abordables, tandis que les entreprises pourraient bénéficier d’une réduction des coûts opérationnels. 

Toutefois, l’investissement initial dans les infrastructures et la technologie pourrait être substantiel, et il pourrait y avoir des obstacles techniques et réglementaires à surmonter. Pour les gouvernements, cela signifie créer des politiques qui encouragent l’investissement et le développement dans ce domaine, tout en garantissant le respect des considérations de sécurité et d’environnement. Les établissements d’enseignement devront peut-être adapter leurs programmes pour préparer la prochaine génération d’ingénieurs et de scientifiques à cette nouvelle frontière de la production d’énergie. 

Implications de l’énergie solaire sans fil

Les implications plus larges de l’énergie solaire sans fil peuvent inclure : 

• Les pays en développement bénéficient d’un approvisionnement ininterrompu en énergie pour sevrer leurs économies des formes d’énergie basées sur le carbone, conduisant ainsi à un paysage énergétique plus propre et plus autosuffisant.
• Des systèmes énergétiques de plus en plus décentralisés, car les communautés et les villes isolées peuvent s'approvisionner en énergie à partir de l'espace au lieu de nécessiter la construction de vastes lignes de transport pour les connecter aux réseaux nationaux, favorisant ainsi l'autonomie locale et réduisant les coûts d'infrastructure.
• Accélérer la vitesse de la décarbonisation mondiale, car davantage d’énergie solaire peut être fournie plus facilement et de manière fiable, contribuant ainsi à une réduction significative des émissions mondiales de gaz à effet de serre.
• Le développement d'une nouvelle industrie de l'énergie spatiale et de nouvelles carrières pour soutenir cette industrie, en créant des opportunités d'emploi et en stimulant la croissance économique dans les secteurs liés à la technologie spatiale et aux énergies renouvelables.
• Les gouvernements créent des politiques pour réglementer l’énergie solaire spatiale, conduisant à de nouveaux cadres juridiques qui équilibrent la protection de l’environnement, la sécurité et les intérêts commerciaux.
• La réduction potentielle de la pauvreté énergétique à mesure que l’énergie solaire spatiale devient plus accessible et abordable, conduisant à une amélioration du niveau de vie et des opportunités économiques dans les régions mal desservies.
• Un changement dans l'urbanisme et la conception architecturale pour s'adapter aux systèmes d'énergie solaire spatiaux, conduisant à de nouvelles normes de construction et à des aménagements communautaires qui optimisent l'efficacité énergétique.
• L'émergence de programmes éducatifs axés sur l'énergie solaire spatiale, conduisant à une nouvelle génération de professionnels formés dans ce domaine spécialisé et favorisant le progrès technologique.
• Tensions géopolitiques potentielles découlant du contrôle et de l’accès à l’énergie solaire spatiale, conduisant à de nouveaux accords et collaborations internationaux pour garantir une distribution équitable et prévenir les conflits.

Questions à considérer

• Quels sont les défis de maintenance posés par les installations d'énergie solaire basées dans l'espace par rapport à celles construites sur Terre ? 
• L'énergie solaire sans fil est-elle meilleure que les sources d'énergie déjà existantes et quels sont ses inconvénients potentiels ? 
• La production d'énergie solaire à partir de l'espace est-elle plus économique que les options de production d'énergie terrestre ?