Le Japon veut créer son énergie dans l'espace

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Vous me pardonnerez si je n'y crois pas un moment?

Le ministère de l'économie japonais a annoncé, mardi 1er septembre, qu'un groupe de seize entreprises, dont les poids lourds Mitsubishi Electric et Ihi, participeront durant quatre ans à un ambitieux programme de recherche ayant pour objectif de créer une centrale électrique dans l'espace.

Le groupe de recherche est chargé de développer une technologie permettant de transmettre de l'électricité sans câbles, sous la forme de micro-ondes. Si les résultats sont satisfaisants, le Japon projette de mettre en orbite un satellite de test, couvert de panneaux solaires, qui générerait un gigawatt d'électricité, soit de quoi alimenter près de 300 000 foyers. Le budget de l'opération s'élève à 21 milliards de dollars.

Hors de l'atmosphère terrestre, qui filtre une partie importante du rayonnement solaire, les panneaux photovoltaïque ont un rendement bien supérieur à celui obtenu au sol. Ils ne sont pas non plus tributaires des conditions climatiques. A plusieurs reprises, la NASA s'est également intéressée à la production d'électricité dans l'espace, sans qu'aucun projet aboutisse.

Source: Le Monde
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SkyLab

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15 milliards d'euro pour 300000 foyers! La France compte environ 25 millions de foyer: faites le calcul (attention de ne pas dépasser le budget total de la France: 270 milliards d'euro).
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Ça parai effectivement assez incroyable :!: moi c'est surtout les chiffre d'un giga-watt qui me choque ! pour rappel , l'iss et ses panneaux solaire produisent combien ? m'enfin, depuis le temps, on a surement fait des panneaux solaire avec un meilleur rendement.

Et même si ce projet ne va pas jusqu'au bout, peut être cela permettra de développer quelques nouvelles technologies intéressante :?:
yoann
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@Lunarjojo a écrit:15 milliards d'euro pour 300000 foyers! La France compte environ 25 millions de foyer: faites le calcul (attention de ne pas dépasser le budget total de la France: 270 milliards d'euro).
Le calcul est simple, 1 Gw à 21 G$ pour 300 kFoyers nous mène à 3,3 kW par foyer au tarif de 70 000 $ par foyer c'est à dire 49 140 € par foyer... Le prix d'une bonne bagnole de moyenne de gamme... On peu même espérer gagner un ordre de grandeur entre le prototype et les modèles de séries...
Il faudrait maintenant voir quelle technologie est envisagée. En tablant sur un coût de mise en GEO de l'ordre de 20 000 $/kg (en négligeant le coût de la charge utile) et un rendement raisonnable de 10 %, il faudrait descendre à une masse surfacique de 140 g/m² (là les calculs sont un peu plus difficiles) et certainement encore deux fois moins si la charge utile revient aussi cher que sa mise en GEO...
Descendre à 70 g/m² c'est assez coton. En ignorant la masse des structures de portances et en supposant une masse volumique du matériau photovoltaïque (Si) de l'ordre de 2330 kg/m3, ça nous mène à une épaisseur du film photovoltaïque de l'ordre de 30 µm. (15 µm si la masse des structures de mise sous tension est de l'ordre de la masse du film photovoltaïque).
Ben c'est pas encore gagné...

Feuille de calcul : http://minilien.com/?RdSykBs0nP
Attention, si vous télécharger la version OpenOffice Calc du tableau avec Internet Explorer, ce dernier ignore le type du fichier et l'affuble du type .zip, il faut dans ce cas renommer son extension en .ods (ce qui implique d'afficher les extensions de fichier dans l'explorateur naturellement...). Avec FireFox ce problème n'existe pas.


EDIT : Il faudrait donner la source dans ce genre de post.

EDIT 2 : J'ai complètement passé sous la table les taux de conversions lors du transfert de l'énergie vers la Terre... Résultat, on peut encore diviser par deux l'épaisseur du film photovoltaïque, ou sinon il faut doubler le rendement du dit film...


Dernière édition par Henri le Jeu 3 Sep 2009 - 1:32, édité 1 fois

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Ok merci, je viens de voir que le post de Skylab est effectivement sourcé. J'ai la berlue et j'ai zappé une partie de son post, ou ça été modifié ? Sinon je suis remonté jusqu'à l'article du Japan Times qui évoque simplement un abaissement massif des coûts de mise en orbite en 30 ans, ce qui me paraît très optimiste...

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Il y a eu une petite étude économique sur le sujet à l'ESA il y a quelques années.
Résultat : pour que des centrales solaires orbitales présentent un intérêt économique, il faudrait que les coûts de lancement descendent en dessous de 1000 $/kg, soit un rapport 10 comparé aux coûts actuels.
Et encore, le calcul est basé sur une comparaison avec des centrales solaires thermiques terrestres, dont la viabilité économique n'est pas non plus si évidente.
On ne va pas dire que c'est absolument impossible, mais c'est quand même une hypothèse assez forte...

A+

Voir ici :
http://www.esa.int/gsp/ACT/doc/POW/ACT-RPR-NRG-2005-RASTS-SPS_for_21st_Century_Energy_Systems.pdf
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Et l'atmosphère ne va pas gêner ou atténuer fortement le faisceau de micro-ondes ? Je n'y connais rien en micro-ondes, quelle portion de la puissance d'émission depuis une orbite géostationnaire vers la latitude du Japon arrivera à destination ? Peut-on pointer un faisceau micro-ondes suffisamment précisément pour atteindre l'usine de conversion au sol ?

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Effectivement pour qu'un tel projet devienne économiquement viable, il faudrait une baisse massive des coûts de lancement.
En tout cas ce n'est pas la réduction des prix des propergols qui permettrait de diminuer les coûts de manière significative - voir:
http://www.forum-conquete-spatiale.fr/propulsions-et-lanceurs-f18/prix-en-combustibles-d-un-lancement-t6313.htm

Henri avait écrit :
En fait le coût des ergols est ridiculement faible par rapport au reste... de l'ordre de 2% au maximum (dans les années 80 la NASA payait le kg de LH2 dans les 3,60 $)


Pour faire des lancements "discount" il faudrait que des fusées réutilisables décollent "au quart de tour" sans check List et compte à rebours:
Il y a encore beaucoup d'expériences à accumuler avant que l'on y arrive.


Dernière édition par Giwa le Jeu 3 Sep 2009 - 12:14, édité 1 fois
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En fait deux voies sont possibles (et certainement complémentaires) : allègement des structures (films photovoltaïques fins) et abaissement des coûts de mise en orbite.
Les gros lanceurs consommables placent une fraction plus importante de leur masse initiale en orbite, d'où un abaissement des coûts. Quant aux lanceurs réutilisables, la discussion reste ouverte, notamment de savoir s'il est vraiment intéressant de réutiliser l'étage orbital ou s'il n'est pas plus simple, moins cher et plus rapide de ne réutiliser que le premier étage...
Dans mon exemple je suis parti des coûts de mise en orbite directe en GEO par des Arianes 5. On peut imaginer un assemblage en LEO pour passer de 20 000 $/kg à 6500 $/kg voir 3200 $/kg pour la future Falcon 9 Heavy, si SpaceX tient les prix qu'il affiche actuellement...
Il suffirait d'utiliser ensuite devinez quoi... He bien un faisceau de moteurs VASIMR pour placer l'ensemble en GEO (avec le problème potentiel de la dégradation des performances des films photovoltaïques suite à la traversée trop lente des ceintures de Van Allen).
La discussion est ouverte...

EDIT : Maintenant s'il faut placer 1000 tonnes de film photovoltaïque et de haubanage en orbite, il faudra bien une trentaine de tirs avec une Falcon 9 Heavy par exemple, et on peut se permettre une fiabilité médiocre de l'ordre de 92 ou 93%, quitte à prévoir une petite marge de 7 à 8 % en matériel.
Il faut se rappeler que ce qui coûte cher pour un lanceur consommable, c'est justement de passer de 92% à 99% de fiabilité.

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A vrai dire, si on dispose de GW de puissance électrique, la traversée ne doit pas être si lente que ça.
Ce serait effectivement dommage de ne pas profiter de cette puissance pour la propulsion sur le segment LEO-GEO.

Dans le même ordre idée : cette petite centrale solaire orbitale destinée à alimenter une expédition martienne utilise sa production pour alimenter la propulsion électrique qui lui permet de s'acheminer vers Mars.
http://www.aec-able.com/corpinfo/Resources/IAF%202000POWOW.pdf
J'ai vu passer aussi une étude similaire coté ESA, pour alimenter des rovers.

A+
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http://www.forum-conquete-spatiale.fr/russie-f9/les-nouvelles-de-la-future-fusee-russe-rus-m-t7591-45.htm

Le concept du premier étage réutilisable de la fusée RUS- M parait une voie intéressante avec son emploi de rétrofusées pour revenir au sol plutôt que de parachutes ou d’ailes .
Bien sûr une fusée réutilisable consommera plus de propergols et sera plus lourde qu’une fusée jetable , mais le prix d’un lancement n’est pas du tout proportionnel à la masse du lanceur .
On rétorque souvent que les coûts très élevés des lancements par la navette spatiale ne joue pas en faveur du réutilisable, mais il faut analyser pourquoi il en est ainsi.Justement parcequ’il aurait fallu se préoccuper de récupérer avant tout le premier étage plutôt que l’étage orbital avec tout les problèmes de remplacement des tuiles de protection thermique qui en découlent et les coûts très élevés de maintenance.
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@Giwa a écrit:...On rétorque souvent que les coûts très élevés des lancements par la navette spatiale ne joue pas en faveur du réutilisable, mais il faut analyser pourquoi il en est ainsi. Justement parce qu’il aurait fallu se préoccuper de récupérer avant tout le premier étage plutôt que l’étage orbital avec tout les problèmes de remplacement des tuiles de protection thermique qui en découlent et les coûts très élevés de maintenance.
Tiens j'ai recruté une ouaille... ;)

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@Henri a écrit:
@Giwa a écrit:...On rétorque souvent que les coûts très élevés des lancements par la navette spatiale ne joue pas en faveur du réutilisable, mais il faut analyser pourquoi il en est ainsi. Justement parce qu’il aurait fallu se préoccuper de récupérer avant tout le premier étage plutôt que l’étage orbital avec tout les problèmes de remplacement des tuiles de protection thermique qui en découlent et les coûts très élevés de maintenance.
Tiens j'ai recruté une ouaille... ;)
Tout à fait, votre prêche a été convaincant ! :)
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En tous cas ce sujet ramène sur le tapis l' "éternel" problème de rendre l'accès à l'Espace plus économique pour les cargos. En ce qui concerne les vaisseaux habités, évidemment c'est la sécurité qui doit primer. Je propose l'ouverture d'un sujet sur ce thème:
" Comment rendre l'accès à l'espace plus économique ? " Une sorte de "brain storming "-ou de tempête sous le crâne. Là encore les idées les plus folles seront permises- il suffit ensuite de les analyser !
N’est-ce pas Henri ?
La folie est peut-être un mal nécessaire pour faire avancer l'Humanité. ;)
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Au risque de me répéter, je suggère à ceux qui ne connaissent pas ce document la lecture de:"Space Solar Power Program. Vous trouverez dans la partie 3 quelques études de réalisations. Je crois que la plus grosse proposition devait être autour du mégawatt en orbite.
Le techno a certainement évolué, mais dans ses grandes lignes le rapport demeure valable.

Bons Vols
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