Cellules solaires CIGS

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Message Jeu 8 Mai 2008 - 7:31


1000 W/kg !
Une expérience sur CubeSAT lancée en 2005 a permis de tester le vieillissement de nouvelles cellules solaires, et de nouveaux essais sont prévus cet automne sur les minisatellites Sohla-1 et SDS-1
http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/53867.htm

Un autre laboratoire a produit des cellules basées sur la même technologie, dont le rendement atteindrait presque 20%, ce qui est très bon (le rendement des films minces tournait jusqu'à présent plutôt autour de 10%).
http://www.solarbuzz.com/news/NewsNATE50.htm
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Message Jeu 8 Mai 2008 - 15:27


1000W/kg contre 160W/kg, c'est un saut important.

http://www.techno-science.net/?onglet=news&news=5359


Un groupe de recherche de l'IAT (Institute of Aerospace Technology, une des divisions de la JAXA, Japan Aerospace Exploration Agency) étudie depuis plusieurs années la possibilité d'utiliser des cellules solaires de type CIGS sur les prochains satellites. Ces cellules composées de Cuivre, Indium, Galium et Selenium ont une épaisseur de l'ordre du micron. A la fois souples et légères, elles pourraient devenir une alternative avantageuse aux panneaux solaires rigides. Leur rendement est particulièrement élevé, avec plus de 1000 W/kg contre environ 160 W/kg pour les cellules conventionnelles.
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Message Jeu 8 Mai 2008 - 15:35


Ah oui le gap est impressionnant !!!
Voilà qui permet immédiatement d'imaginer des missions jusqu'ici impossible sans RTG, ou bien encore une meilleure utilisation de la propulsion électrique !
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Message Jeu 8 Mai 2008 - 15:46


D'autant plus que la tenue aux radiations parait meilleure que les panneaux classiques : c'est une caractéristique intéressante pour des systèmes à propulsion électrique qui risquent de passer du temps dans les ceintures de Van Halen sur des trajets Terre-Lune.

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Message Jeu 8 Mai 2008 - 15:50

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Message Jeu 8 Mai 2008 - 16:02


Le rendement atteint 20%.
Avec un flux de 1400 W/m², ça fait donc 280 W/m².
Pour ce qui est de la rigidité, je suppose que pour des surfaces très importantes, le film serait tenu par les bords dans un cadre rigide. S'il y a un problème, je le vois plutôt au moment du déploiement.

Quel était le problème avec Hubble ?

EDIT:
Ca y est, j'ai trouvé. Apparemment, c'était un problème de vibrations, ce qui était plutôt gênant pour un téléscope spatial où on a besoin de pointé précis.
http://www.spacetelescope.org/about/general/old_solar_panels.html
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Message Jeu 8 Mai 2008 - 19:52


Je profite du sujet pour vous parler des Défis Solaires qui sont des courses de véhicules solaires radiocommandés conçus et réalisés par des lycéens et des particuliers. ( Je participe bénévolement à leur organisation)
Pour info, les lycéens utilisent des cellules 125x125 monocristalines d'un rendement théorique de 16%
C'est du 30 mai au 1er juin, à la Cité de l'Espace de Toulouse :
http://www.defis-solaires.org

Voici des photos de l'édition 2007 :

Cellules solaires CIGS Copie_10Cellules solaires CIGS Copie_11
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Message Jeu 8 Mai 2008 - 20:35


Très belles photos!!! J'adore Super
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Message Jeu 8 Mai 2008 - 23:35


1kw/kg... avec de telles performances et au cours des carburants fossiles, les SPS commencent à devenir une perspective envisageable... :cheers:
Maintenant, les ressources en Indium, comme en Gallium sont assez limitées... :pale:

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Message Ven 9 Mai 2008 - 11:34


@Henri a écrit:1kw/kg... avec de telles performances et au cours des carburants fossiles, les SPS commencent à devenir une perspective envisageable... :cheers:
Maintenant, les ressources en Indium, comme en Gallium sont assez limitées... :pale:

Il faudrait pour celà que les coûts de lancements descendent bien en dessous de 1000 Eur/kg... (Cf étude de l'ESA)

C'est surtout intéressant par rapport à la propulsion électrique : on a besoin de quelques centaines de kW à 1 MW pour un tug lunaire, et à plus long terme, au moins une dizaine de MW pour un vaisseau martien habité.
Pour 1 MW, la masse du film lui même représenterait seulement 1 t.
Même si la masse réelle doit être plus importante, compte tenu de la structure pour tenir tout ça, on doit avoir croisé le point à partir duquel le solaire-électrique est plus intéressant que le nucléaire-électrique (jusqu'à l'orbite martienne).

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Message Ven 9 Mai 2008 - 12:32


Euuh, comme dit précédemment, il faut prendre un compte le déploiement de ces panneaux solaires car à raison de 280W / m², on arrive à plus de 3500 m² pour 1MW !!!
De plus, le flux solaire n'est pas le même reçu sur Terre et sur Mars...
Mais pour comparer à l'ISS, l'énergie fournie par les 4 panneaux américains est de 131.2 kW. A puissance équivalente avec les nouvelles cellules, on obtient 470m² de panneaux solaire, soit une seule aile de notre ISS qui en compte quatre !!! (et voilà 5 vols de navette économisés, c'est énorme !!!)

Pour en revenir au voyage vers Mars, il faudra une source d'énergie pour le voyage et une autre sur place. En effet, on ne fait pas atterrir 3500m² ou même 500m² de panneaux solaires :affraid:
Et on n'atterrit pas non plus avec un réacteur nucléaire à bord !!!
Et pour ce qui est de la mise en orbite, l'aérofreinage ne marche pas avec une si grande surface de panneaux ...
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Message Ven 9 Mai 2008 - 12:43


@Commander Ham a écrit:
...
Pour en revenir au voyage vers Mars, il faudra une source d'énergie pour le voyage et une autre sur place. En effet, on ne fait pas atterrir 3500m² ou même 500m² de panneaux solaires :affraid:
Et on n'atterrit pas non plus avec un réacteur nucléaire à bord !!!
Et pour ce qui est de la mise en orbite, l'aérofreinage ne marche pas avec une si grande surface de panneaux ...

Je ne vois pas très bien ce que tu veux dire, il est évident que les propulsions électriques sont incapables d'atterrir et que le module d'atterissage est à propulsion chimique classique, tandis que le vaisseau principal reste en orbite.
(par contre, je ne vois pas ce qui empêche de descendre à la surface un petit réacteur nucléaire, ou une petite centrale solaire à déplier sur place, pour les besoins d'une expédition, ce qui n'a rien à voir avec la propulsion du vaisseau).
Pas besoin d'aérofreinage non plus pour le vaisseau principal, les Isp électriques permettent largement de s'en passer.
Voir les diverses discussions sur les propulsions électriques.

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Message Ven 9 Mai 2008 - 14:30


Tu n'as pas compris, je me suis mal exprimé !
Il va falloir du courant pour les voyages allé et retour vers Mars, que la propulsion le nécessite ou pas (chimique ou autre)
De plus, il va falloir du courant une fois sur place.
Les sources d'énergie devront être différentes car on ne peut pas faire atterrir des panneaux solaires déployés et on ne peut pas faire atterrir un équipage avec un réacteur nucléaire en même temps. Quand a replié des panneaux solaires, on voit ce que ça peut donner avec ceux de l'ISS.

Cette nouvelle génération ajoute un avantage aux panneaux solaires dans les 2 cas. :bounce1:
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