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 Cellules solaires fines en Silicium amorphe

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Henri
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MessageSujet: Cellules solaires fines en Silicium amorphe   Lun 15 Mai 2006 - 19:15

Un PDF très intéressant sur les progrès des cellules solaires fines en Silicium amorphe et leurs utilisations dans le spatial. (4300 W/kg de panneaux !!!)
http://www.hapcos.org/DOCS/download.php?id=81&type=pdf

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Patrick
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MessageSujet: Re: Cellules solaires fines en Silicium amorphe   Lun 15 Mai 2006 - 19:32

Henri a écrit:
Un PDF très intéressant sur les progrès des cellules solaires fines en Silicium amorphe et leurs utilisations dans le spatial. (4300 W/kg de panneaux !!!)

Une autre page de la conquête spatiale va être trournée : les panneaux solaires ne seront plus bleus, mais jaunes ...

:)

Merci pour le lien
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Henri
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MessageSujet: Re: Cellules solaires fines en Silicium amorphe   Lun 15 Mai 2006 - 20:30

En fait je voulais en fait dire qu'à partir de ce niveau de puissance par unité de masse, il n'est plus nécessaire de descendre à de faibles niveaux de coûts de mises en orbite pour que des centrales solaires orbitales soient économiquement rentables. (Même mécanisme que l'abaissement de la masse des composants électroniques pour les satcoms) De même le projet russe de mission martienne habitée à propulsion électrique alimentée par l'énergie photovoltaïque devient techniquement possible... Même une sonde pour une mission TAU (Thousand Astronomical Unit) devient envisageable !

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lambda0
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MessageSujet: Re: Cellules solaires fines en Silicium amorphe   Mar 16 Mai 2006 - 7:57

On commence bien à entrevoir une possibilité que les vols interplanétaires habités soient possibles sans l'énergie nucléaire et tous les problèmes qui vont avec, ce qui était quand même très douteux.
En parallèle, la propulsion électrique se développe bien, et le système des russes est même basé sur des moteurs disponibles.
Tout celà est plutôt de bon augure, au moins techniquement.

A+

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Fabien




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MessageSujet: Re: Cellules solaires fines en Silicium amorphe   Mar 16 Mai 2006 - 9:35

Oh !!! Merci pour le lien.
Je vais étudier cela avec passion.

Du coup, certains beaux nouveaux moteurs ioniques deviendraient alimentables :)

A étudier...
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Fabien




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MessageSujet: Re: Cellules solaires fines en Silicium amorphe   Mer 17 Mai 2006 - 8:32

document incroyable !
D'après ce pdf, les 4000 kg de panneaux solaires sur l'ISS produisent 245 kW maximum d'énergie électrique alors qu'il faudrait 60 kg de panneaux pour la fourniture d'une energie équivalente avec ce nouveau matériau.
Le tout lancable en un seul vol (sauf pb de l'encombrement, car léger ne veut pas dire non volumineux)!!!

De plus, les moteurs ioniques les plus ambitieux trouveraient un processus d'alimentation : Le DS4G, le T6 anglais ou le NEXT !!!

Il serait super ici, de faire un rappel pour les personnes comme moi qui ont oublié. Comment est convertie l'energie solaire en ernergie utilisable par un système de propulsion ou par un instrument ? Quelles sont les unités de stockage ? Que se passe t'il entre le panneau collecteur et l'iinstrument ?
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Argyre




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MessageSujet: Re: Cellules solaires fines en Silicium amorphe   Mer 17 Mai 2006 - 9:45

Henri a écrit:
En fait je voulais en fait dire qu'à partir de ce niveau de puissance par unité de masse, il n'est plus nécessaire de descendre à de faibles niveaux de coûts de mises en orbite pour que des centrales solaires orbitales soient économiquement rentables.
Effectivement, si les promesses sont tenues, c'est sans doute une révolution qui s'annonce dans le domaine de l'énergie. Depuis le temps qu'il y a des confs sur les SPS suggérant que c'était faisable et souhaitable, on va peut-être enfin voir le bout du tunnel), avec des perspectives tout aussi intéressantes pour les vols spatiaux et bien plus encore ... pour la conquête de l'espace, la Lune, Mars and beyond !
Néanmoins, entre les chiffres annoncés et la mise en pratique, il y a parfois quelques mauvaises surprises, surtout que le pdf est un dépliant autant commecial que technique, donc prudence.
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lambda0
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MessageSujet: Re: Cellules solaires fines en Silicium amorphe   Mer 17 Mai 2006 - 10:05

Fabien a écrit:

Il serait super ici, de faire un rappel pour les personnes comme moi qui ont oublié. Comment est convertie l'energie solaire en ernergie utilisable par un système de propulsion ou par un instrument ? Quelles sont les unités de stockage ? Que se passe t'il entre le panneau collecteur et l'iinstrument ?

Des panneaux solaires fournissent de la basse/moyenne tension continue alors qu'on a plutôt besoin de hautes tension pour les propulsions électriques : il y a donc des systèmes de conversion électrique. Et il se pourrait bien que dans le cas de ces panneaux solaires ultralégers, la masse de ces systèmes de conversion soit prépondérante : pour le NSTAR, la masse spécifique du convertisseur est d'environ 6 kg/kW.
Même pour des puissances plus élevées, des MW, on ne descend guère en dessous de 1 kg/kW...

Voir par exemple
http://gltrs.grc.nasa.gov/reports/2005/CR-2005-213349.pdf

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Henri
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MessageSujet: Re: Cellules solaires fines en Silicium amorphe   Mer 17 Mai 2006 - 16:45

lambda0 a écrit:
Fabien a écrit:

Il serait super ici, de faire un rappel pour les personnes comme moi qui ont oublié. Comment est convertie l'energie solaire en ernergie utilisable par un système de propulsion ou par un instrument ? Quelles sont les unités de stockage ? Que se passe t'il entre le panneau collecteur et l'iinstrument ?

Des panneaux solaires fournissent de la basse/moyenne tension continue alors qu'on a plutôt besoin de hautes tension pour les propulsions électriques : il y a donc des systèmes de conversion électrique. Et il se pourrait bien que dans le cas de ces panneaux solaires ultralégers, la masse de ces systèmes de conversion soit prépondérante : pour le NSTAR, la masse spécifique du convertisseur est d'environ 6 kg/kW.
Même pour des puissances plus élevées, des MW, on ne descend guère en dessous de 1 kg/kW...

Voir par exemple
http://gltrs.grc.nasa.gov/reports/2005/CR-2005-213349.pdf
Dans le lien, il est question d'un générateur nucléaire qui ne peut dournir que des tensions de quelques centaines de volts, une conversion vers la HT est donc incontournable.
À noter que dans le vide spatial il n'y a quasiment pas de claquage par arc électrique, on peut manipuler des différences de potentiel de dizaines de kV à quelques cm de distances. Or si chaque cellule photovoltaïque fournit une tension de l'ordre de 1,5 V (autant que je me rappelle), il vaut mieux les brancher en série pour obtenir les tensions électriques de plusieurs dizaines de kV (autant éviter les connexions parallèles qui impliquent des intensités électriques élevées, surtout sur un support très fin). Ces tensions de plusieurs kV sont nécessaires pour les propulseurs électriques à plusieurs étages d'accélération inspirés des injecteurs de neutres des Tokamaks. Je pense que pour les panneaux développés jusqu'à présent, le nombre de cellules individuelles était insuffisant pour obtenir les tensions nécessaires, même en les branchant toutes en série, et comme il fallait aussi de la basse tension et de la moyenne tension pour d'autres sous-ensembles, il était plus simple d'utiliser des convertisseurs BT->HT pour la propulsion.

A+

Errata :
- La FEM d'une cellule photovoltaïque est de 0,6 V.
- Il n'y effectivement quasiment pas de claquage diélectrique dans le vide, mais si les matériaux des électrodes (ici les conducteurs) sont mal choisis, ou sales, ils se mettent à dégazer dans le vide, avec comme conséquence l'apparition de pertes électriques importantes par effet Corona. Ce sont les colles pour assembler les pièces qui posent souvent le plus de problèmes de dégazage.

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Dernière édition par le Mar 23 Mai 2006 - 9:49, édité 4 fois
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Giwa
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MessageSujet: Cellules solaires ultra-légères   Mar 23 Mai 2006 - 0:20

:) Effectivement si ces cellules à silicium amorphe tiennent leurs promesses je vais réviser ma copie à propos du moteur magnétoplasmique où j'évoquais l'utilisation d'une centrale nucléaire comme source d'énergie, du moins jusqu'à Mars...et côté Vénus Very Happy !
Giwa
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