FR2832868A1 - Satellite de production d'energie et dispositif d'antenne de transmission - Google Patents
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Abstract
Ce satellite comprend une section (5) de concentration de la lumière solaire dans l'espace, une section de conversion photoélectrique (6) pour recevoir cette lumière et produire une énergie électrique, une pluralité de transmetteurs (7) pour produire des micro-ondes à partir de l'énergie obtenue, une antenne de transmission (8, 9) pour émettre les micro-ondes dans l'espace et qui comprend une antenne réseau (8) comprenant une antenne élémentaire pour émettre les micro-ondes, et une antenne (9) à miroir réfléchissant pour réfléchir les micro-ondes émises par l'antenne réseau.Application notamment à la production spatiale d'énergie solaire, transmise par satellite.
Description
puissance est une antenne à réflecteur ou à balayage.
La présente invention concerne un satellite de production d'énergie et un dispositif d'antenne de transmission dans un système de production d'énergie photovoltaïque dans l'espace, dans lequel la lumière du soleil est recue et une énergie électrique est produite dans l r espace et est transmise à travers l r espace par un rayonnement micro-onde et est cumulée dans une phase de production d'énergie pour être utilisée en tant qu'énergie électrique. Des systèmes de production drénergie utilisant la lumière solaire incluent une batterie solaire sous la forme d r un panneau de production d'énergie photovoltaique de petite taille, installé sur un bâtiment, à usage domestique et analogue. Le rendement de production d r une énergie photovoltaïque au sol niest pas touj ours bon en principe en raison de l'atténuation atmosphérique de la lumière solaire
et de la luminosité et des obscurités de j our et de nuit.
En ce qui concerne la production d'une énergie photovoltaïque dans l'espace, un panneau solaire monté sur un satellite artificiel est bien connu et en utilisant le panneau solaire, le satellite artificiel produit une énergie électrique requise pour l'observation, les communications, etc. pour assumer sa mission. De toute manière l'énergie produite par la batterie solaire raccordée par câble à une machine spécifique est utilisée
par cette machine spécifique.
D'autre part, un système servant à recevoir la lumière solaire et à produire une énergie électrique dans l'espace et transmettre l'énergie électrique en un emplacement spécifique, comme par exemple un point spécifique sur la terre ou dans l'espace est supporté par les progrès de la technologie des communications, de la technologie de construction d'une structure de grande taille dans 1 r espace, etc., étant donné que les résultats de récent développement spatial, et fait l'objet de recherches et de développements intensifs. A titre d'exemple d'un tel système spatial de production en énergie photovoltaique, on conna1t un système agencé de telle sorte qu'une pluralité de satellites de production d'énergie sont lancés dans l'espace, et au niveau de chacun des satellites de production d'énergie, la lumière du soleil est concentrée et est convertie en une énergie électrique, puis une micro- onde obtenue à partir de l'énergie électrique est transmise à une base de production d'énergie au sol, etc. La base de production d'énergie comporte une antenne servant à recevoir les micro-ondes à partir d'une pluralité de satellites de production d'énergie et convertit les micro- ondes reques au niveau de l'antenne en un courant
continu et combine ces courants.
Dans le système spatial de production d'énergie photovoltaique tel que décrit plus haut, pour améliorer la capacité de production d'énergie dans l'espace il devient nécessaire de mettre en place un grand nombre de satellites de production d'énergie pour transmettre une micro-onde au sol, à travers l'espace. Actuellement, on étudie d'une manière générale un réseau d'antennes en phase en tant que système d'antennes de transmission montées chacune sur l'un des satellites de production d'énergie. Dans ce cas, la taille supposce de l'antenne est comprise entre environ 200 m et environ 1 km de diamètre et on considère que le nombre requis d'antenne élémentaire atteint un ou plusieurs dizaines de millions à plusieurs centaines de millions. En outre pour régler la phase d'une onde de sortie délivrce par l'antenne réscau du réscau d'antennes en phase, il devient nécessaire de prévoir un nombre de transmetteurs égal au nombre d'antennes élémentaires, et il est très difficile de fabriquer un réseau d'antennes en phase de grande taille d'un diamètre compris entre environ 200 m et environ 1 m en tant qu'antenne de transmission dans le système spatial de production d'énergie photovoltaique étant donné qu'il est nscessaire de prévoir un nombre extrémement élevé d'antennes élémentaires et un nombre
extrémement élevé de transmetteurs; ceci pose un problème.
Un but de la présente invention est de fournir un satellite de production de puissance et un dispositif d'antenne de transmission dans un système spatial de production de l'énergie photovoltaique comportant des antennes de transmission permettant de réduire le nombre requis d'antennes élémentaires et le nombre requis de transmetteurs, l'énergie électrique produite par la lumière solaire dans l'espace étant convertie en une micro-onde, puis la micro-onde étant transmise à une base de production d'énergie. Conformément à l' invention il est prévu un satellite de production d'énergie, caractérisé en ce qu'il comprend une section optique de concentration de la lumière, pour concentrer la lumière solaire dans l'espace, une section de conversion photoélectrique pour recevoir la lumière concentrée dans la section optique de concentration de la lumière et produire une énergie électrique, une plural ité de t ransmetteurs pour produire de s mi cro-ondes à partir de l'énergie électrique produite par la section de conversion photoélectrique, et une antenne d'émission pour envoyer les micro-ondes produites par les transmetteurs dans l'espace, et que l'antenne de transmission comporte un réseau d'antennes possadant une antenne élémentaire pour une émettre les micro-ondes, et une antenne à miroir réLléchissant pour réfléchir les micro-ondes émises par le
réseau d'antennes.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le transmetteur règle la phase des micro-ondes produites et
délivre les micro-ondes, dont la phase est ajustée.
Selon une autre caractéristique de l' invention, la section de conversion photoélectrique est placé sur un
côté arrière de l'antenne à miroir réLléchissant.
En outre l' invention a trait également à un dispositif d'antenne de transmission, caractérisé en ce qu'il comporte un élément de conversion photoélectrique pour produire une énergie photoélectrique à partir de la lumière solaire incidente, un transmetteur pour produire les micro-ondes à partir de l'énergie électrique produite par l'élément de conversion photoélectrique, et une antenne d'émission pour envoyer les micro-ondes produites par le transmetteur dans l'espace, et que l'antenne de transmission comprend une antenne réseau posséJant une antenne élémentaire pour émettre les micro-ondes, et une antenne à miroir réfléchissant servant à réfléchir les micro-ondes émises par l'antenne réseau, et que l'élément de conversion photoélectrique est disposé sur un côté
arrière de l'antenne à miroir réLléchissant.
D'autres caractéristiques et avantages de la
présente invention ressortiront de la description donnée
ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est un dessin montrant des satellites de production d'énergie dans un système spatial de production d'énergie photovoltaique selon une forme de réalisation de la présente invention et la configuration générale du système; - la figure 2 est un schéma-bloc représentant la configuration du satellite de production d'énergie conformément à la forme de réalisation de l' invention; - la figure 3 est un dessin montrant le satellite de production d'énergie et un dispositif d'antenne de transmission conformément à la forme de réalisation de linvention; et - la figure 4 est un dessin représentant un exemple d'une variante du dispositif d'antenne de
transmission selon la forme de réalisation de l' invention.
On va décrire en rétérence aux figures 1 à 4 un satellite de production d'énergie et un dispositif d'antenne de transmission dans un système spatial de production d'énergie photovoltaique conformément à une forme de réalisation de l' invention. La figure 1 est un schéma illustrant de quelle manière des satellites de production d'énergie dans le système spatial de production d'énergie photovoltaique selon la première forme de réalisation de l' invention et la configuration générale du système. La figure 2 est un schéma-bloc montrant la configuration du satellite de production d'énergie conformément à la forme de réalisation de l' invention. La figure 3 est un dessin montrant le satellite de production d'énergie d'un dispositif d'antenne d'émission conformément à la forme de réalisation de l'invention. La figure 4 est un dessin représentant -un exemple d'une variante du dispositif d'antenne de transmission conformément à la
forme de réalisation de l' invention.
Sur la figure 1, le chiffre de référence 1 désigne un satellite de production d'énergie servant à produire une énergie électrique à partir la lumière solaire dans l'espace, à produire une micro-onde ou un rayonnement micro-onde ou à partir de l'énergie électrique et à transmettre la micro-onde. Comme cela est représenté, une pluralité de satellites de production d'énergie #1 à #n sont mis en place. Le chiffre de référence 2 décigne une antenne d'une base de production d'énergie servant à recevoir des micro-ondes de la part des satellites de production d'énergie 1 et le chiffre de rétérence 3 désigne une station de base servant à produire une énergie électrique à partir des micro- ondes reques. Le chiffre de référence 9 désigne une antenne de communication par satellite pour transmettre une information de position de la base de production d'énergie aux satellites de
production d'énergie.
Le satellite de production d'énergie 1 convertit l'énergie électrique convertie à partir de la lumière solaire en une micro-onde et transmet la micro-onde à la base de production d'énergie 3. La puissance électrique de la micro-onde qui peut être envoyée par chaque satellite de production d'énergie 1, est détermince par la capacité de concentration de la lumière solaire et par les capacités de
conversion photoélectrique et d' amplification des micro-
ondes du satellite de production d'énergie. Une pluralité - des satellites de production d'énergie 1 sont mis en place dans l'espace, ce qui permet de transmettre des micro-ondes
de grande puissance à la base de production d'énergie 3.
Etant donné que la largeur du faisccau de la micro-onde transmise lorsque la phase est ajustée dans chaque satellite de production d'énergie 1 est détermince par la surface d'ouverture de réseau d'antennes comportant des antennes de transmission montées sur les satellites de
production d'énergie 1, la largeur du faisccau de la micro-
onde transmise peut être réduite sans accroissement de la surface d'ouverture de l'antenne de transmission de chaque
satellite de production d'énergie 1.
Les micro-ondes ainsi transmises sont reaues dans les antennes de base de production d'énergie 2 et sont soumises à une conversion à basse fréquence dans la base de production d'énergie 3 pour être utilisce en tant qu'éner gie électrique. La base de production d'énergie 3 peut être installée non seulement au sol, mais également sur la lune, dans une unité d r installation spatiale, etc. par exemple, dans l'espace. Pour installer la puissance de production d'énergie 3 au sol, la distance entre l'espace et la terre est extrêmement grande et par conséquent les antennes de la base de production en énergie peuvent nécessiter une zone étendue s'étendant sur un équivalent d'un carré de plusieurs dizaines de km de côté. Pour former une telle antenne géante, il est d'une pratique usuelle de disposer des antennes chacune d'une taille spécifique, sous la forme d'un réscau par exemple. C'est pourquoi, la base de production d'énergie 3 pent avoir une fonction de combinaison servant à combiner les micro-ondes reques de la part des antennes de transmission des satellites de production d'énergie 1 ou de Troupes d'antennes de transmission en plus de la fonction de conversion à basse fréquence. En outre, sur la figure 1, la base de production d'énergie 3 comporte l'antenne 4 de communication par satellite pour l'envoi d'un signal de balise à chaque satellite de production d'énergie 1. Le satellite de production d'énergie 1 peut identifier la direction de la base de production d'énergie 3 par captage du signal de balise, et commande la quantité d'agustement de phase de la micro-onde transmise du satellite de production d'énergie 1 de manière à envoyer la micro-onde à partir du satellite 1 de production d'énergie en direction de la base de production d'énergie 3. On peut prévoir un satellite de commande du satellite de production d'énergie, qui a pour fonction de capter le signal de balise, reconnaître la direction de la base de production d'énergie 3, calouler la quantité de réglage de phase de la micro-onde transmise par - chaque satellite de production d'énergie 1 de manière à envoyer la micro-onde depuis le satellite de production d'énergie 1 en direction de la base de production d'énergie 2 et envoyer la quantité d'agustement de phase calculée au
satellite de production d'énergie 1.
Ci-après, on va décrire la configuration du satellite de production d'énergie en référence à la figure 2. Sur le schéma-bloc de la figure 2, le chiffre de référence 5 déaigne une section de concentration de la lumière servant à concentrer la lumière solaire dans l'espace; la section 5 de concentration de la lumière est réalisce sous la forme d'un système optique réfléchissant, un système optique à réfraction, etc. Le chiffre de
réLérence 6 déaigne une section de conversion photoélectri-
que propre à recevoir la lumière de la part de la section 5 de concentration de lumière et à convertir la lumière reçue en une énergie électrique. Le chiffre de référence 7 désigne un transmetteur servant à convertir une énergie électrique produite par la section de conversion photoélectrique 6 en une micro-onde, dont la phase est ajustée. Le chiffre de référence 8 désigne un réscau d'antennes comportant des antennes élémentaires raccordés à la sortie des transmetteurs 7. Le chiffre de référence 9 désigne une antenne à miroirs réLléchissant servant à réfléchir les micro-ondes de sortie émises par le réscau d'antennes 8. Dans l'émetteur 7, le chiffre de référence 10 désigne une section de conversion courant continu - micro onde pour convertir l'énergie électrique à courant continu produite par la section de conversion photoélectrique 6 en une micro-onde. Le chiffre de réLérence 11 déaigne une section d'ajustement de phase pour calculer la quantité d'agustement de phase de manière à diriger le faisccau de micro-ondes en direction de la base de production d'énergie 3 et commander la phase de la micro-onde de sortie de la
section de conversion courant continu - micro-onde 10.
Ci-après, on va décrire la conversion de la lumière solaire en une microonde et l'envoi de la micro onde dans le satellite de production d'énergie et le dispositif d'antennes de transmission. La section 5 de concentration de lumière concentre la lumière solaire qui atteint le satellite de production d'énergie et le dispositif d'antenne de transmission. Lorsque la lumière solaire est ainsi concentrée, la densité d'énergie reque par la section de conversion photoélectrique 6 formée de piles solaires peut être améliorée et par conséquent la lumière solaire est concentrée. La section 5 de concentration de la lumière peut être réalisce sous la forme d'un miroir réLléchissant atteignant un diamètre de plusieurs dizaines de mètres. Naturellement la section de conversion photoélectrique 6 peut recevoir directement la lumière solaire sans que la section 5 de concentration de la lumière soit prévue. La section de conversion photoélectrique 6 possède un ensemble de panneaux solaires servant à recevoir la lumière solaire concentrce de la part de la section 5 à concentration de la lumière ou recevoir directement la lumière solaire, et à convertit la lumière solaire en une énergie électrique. L'énergie électrique produite par la section de conversion photoélectrique 6 est
envoyée aux sections 10 de conversion courant continu -
micro-onde situées dans les transmetteurs 7 et est convertie en microondes. Le signal de sortie d'une pile solaire est en général une composante de courant continu et par conséquent est transformé et stabilisé de façon appropriée pour son entrée. Les sections d'ajustement de phase 11 ajustent les phases des micro-ondes produites par les sections de conversion courant continu - micro-onde 10 de sorte que le faisceau de micro-ondes de sortie de l'ensemble de 1'antenne de transmission comportant l'antenne réseau 8 et l'antenne à miroir réfléchissant 9 est dirigé en direction de la base de production d'énergie 3. Les bornes de sortie des transmetteurs 7 sont disposces sur le réseau d'antennes 8 pour former les antennes élémentaires de ce réseau d'antennes. C'est pourquoi, les phases des micro-ondes sont ajustées en réponse aux positions dans lesquelles les bornes de sortie des émetteurs 7 sont disposées sur le réseau d'antennes 8. Les micro-ondes de sortie des transmetteurs 7, dont les phases sont ajustées par les sections d'agustement de phase 11, sont émises par le réscau d'antennes 8 et sont réfléchies par l'antenne formant miroir réfléchissant 9 en formant un faisccau de micro-ondes. C'est pourquoi l'antenne formant miroir réfléchissant 9 est conformée de telle sorte qu'elle
peut former n'importe quel faisceau désiré de micro-ondes.
Les phases du faisceau de micro-ondes formé par l'antenne formant miroir réfléchissant 9 sont ajustées par les sections d'agustement de phase 11 situées dans les
transmetteurs 7 et par conséquent le faisceau de micro-
ondes est dirigé vers la base de production d'énergie 3. Sur la figure 2, la section de conversion photoélectrique 6 peut comporter une batterie de stockage servant à stocker l'énergie électrique produite par une pluralité de panneaux solaires en fonction de conditions de l'orbite, dans laquelle le satellite de production d'énergie est disposé, etc. L'énergie électrique envoyée à chacun des transmetteurs 7 peut être produite séparément pour chaque transmetteur, ou bien une grande quantité d'énergie électrique peut étre produite à un instant et distribuée aux transmetteurs 7. Ci-après on va décrire en référence à la figure 3 un exemple de configuration du satellite de production d'énergie et des dispositifs d'antenne de transmission. Sur la figure 3, le chiffre de référence 12 désigne un miroir réfléchissant, qui réalise le suivi du soleil et qui est dirigé en permanence vers le soleil; la surface du miroir est plane. Le chiffre de rétérence 13 désigne une section de bus de satellite qui sert à commander le satellite de production d'énergie de différentes manières et communique également avec la base
de production d'énergie 3 et avec le satellite de commande.
Le chiffre de référence 14 déaigne un miroir fixe de concentration de la lumière servant à concentrer la lumière solaire guidée par le miroir réfléchissant 12 réalisant le suivi du soleili la surface du miroir est concave. Le chiffre de référence 15 désigne une section de conversion photoélectrique servant à produire une énergie électrique à partir de la lumière solaire concentrée par le miroir fixe 14 de concentration de la lumière; la section de conversion photoélectrique 15 possède une pluralité de panneaux solaires. Le chiffre de référence 16-désigne un réscau d'antennes ou antenne réscau pour convertir l'énergie électrique produite par la section de conversion photoélectrique 15 en une micro- onde et pour émettre la micro-onde. Le chiffre de rétérence 17 désigne une antenne à miroirs réLléchissants servant à réfléchir la micro-onde de sortie de l'antenne réseau 16. Le chiffre de référence 18 désigne un bloc de support d'antenne réseau servant à
supporter l'antenne réseau 16.
Ci-après on va décrire la conversion de la lumière solaire en une microonde et l'émission de la micro-onde par le satellite de production d'énergie représenté sur la figure 3. La lumière solaire rencontrant le satellite de production d'énergie est réLléchie par le miroir réfléchissant 12 réalisant le suivi du soleil et est guidée vers le miroir fixe 14 de concentration de la lumière. La lumière solaire guidée vers le miroir fixe 14 de condensation de la lumière arrive sous la forme d'un faisccau de lumière collimaté. Etant donné que le miroir fixe 14 de concentration de la lumière est un miroir concave, la lumière solaire réfléchie par le miroir fixe 14 de concentration de la lumière est concentrce sur la section de conversion photoélectrique 15. La section de conversion photoélectrique 15 est placée sur le côté arrière de l'antenne à miroir réLléchissant 17, et la lumière solaire concentrée est appliquée à la section de conversion photoélectrique 15, qui produit alors une
énergie électrique à partir de la lumière solaire.
L'énergie électrique produite par la section de conversion photoélectrique 15 étant reliée à l'antenne réssau 16 par l'intermédiaire d'un câble de transmission d'énergie. Le câble de transmission d'énergie est agencé de manière à s'étendre le long du bloc 18 de support de l'antenne réseau
de manière à ne pas interférer avec le faisccau de micro-
ondes de sortie. Les transmetteurs 7 représentés sur la figure 2 sont logés dans le coffret de l'antenne réseau 16, et l'énergie électrique produite par la section de conversion photoélectrique 15 est envoyée à chaque transmetteur dans l'antenne réseau 16. L'énergie électrique est convertie en une micro-onde, dont la phase est ajustée dans le transmetteur, et la micro-onde est émise par l'antenne réseau 16. C'est-àdire que les micro-ondes, dont les phases sont ajustées, sont émises par les transmetteurs, et un faisceau de micro-ondes est formé. Le faisceau de micro-ondes délivré par l'antenne réseau 16 est réfléchi sur l'antenne à miroir réLléchissant 17, et n'importe quel faisccau de micro-ondes désiré dont la
largeur du faisceau est également réglée, est délivré.
Le miroir réfléchissant 12 réalisant le suivi du soleil sur la figure 3 peut tourner sur 360 dogrés avec un bloc de support du miroir réfléchissant réalisant le suivi du soleil, en tant qu' axe de rotation de sorte que le miroir peut touj ours être dirigé dans la direction du soleil. Dans la section de conversion courant continu micro-onde dans le transmetteur logé dans l'antenne réscau 16 sur la figure 3 on utilise des éléments de conversion courant continu - micro-onde ayant une puissance de sortie élevée, tels que des magnétrons, ce qui a pour effet que même un petit nombre d'antennes élémentaires peuvent produire une micro-onde de puissance de sortie élevée équivalente à celle produite par un réseau d'antennes utilisant un grand nombre d'éléments de conversion courant continu - micro-ondes de faible puissance de sortie, comme par exemple des amplificateurs à semiconducteurs à signal de sortie faible. Cependant, d'une manière générale la surface de l'ouverture d'une antenne réscau en phase posséJant un petit nombre d'antennes élémentaires est inférieure à celle d'un réseau d'antennes en phase ayant un nombre élevé d'antennes élémentaires, et la largeur du faisceau de micro-ondes transmises par le réseau d'antennes en phase ayant un faible nombre d'antennes élémentaires devient plus importante que celle du réscau d'antennes en phase ayant un nombre élevé d'antennes élémentaires. Alors le faisccau de micro-ondes de sortie du réseau d'antennes 16 peut être réfléchi sur l'antenne à miroir réfléchissant 17 de manière à supprimer l'étalement de la largeur du faisccau de manière à produire une puissance de sortie et un étalement du faisceau de micro-ondes de sortie, équivalents à ceux de l'antenne réseau en phase posséJant
un grand nombre d'antennes élémentaires.
La section de conversion photoélectrique 15 est disposoe sur le côté arrière de l'antenne à miroir réfléchissant 17 (lorsque la face de l'antenne à miroirs réfléchissants 17 est situce à l'opposé de l'antenne réseau 16, c'est-à-dire que la face du miroir réfléchissant est supposée être la surface, le côté arrière). Un bloc de support de la section de conversion photoélectrique peut être placé sur le côté arrière de l'antenne à miroir réfléchissant 17 pour placer la section de conversion photoélectrique 15, ou bien la section de conversion photoélectrique 15 peut être formée d'un matériau à fil mince ou flexible et peut être installée directement sur le côté arrière de l'antenne à miroir réfléchissant 17. Une pluralité de sections de conversion photoélectrique 15 peuvent être placées sur le côté arrière de l'antenne à miroirs réfléchissants 17 si la lumière solaire concentrée est appliquée à lemplacement o les sections de conversion photoélectrique 15 sont placces. Naturellement la section de conversion photoélectrique 15 peut être disposce en n'importe quel emplacement autre que sur l'arrière de
l'antenne à miroir réfléchissant 17.
Sur la figure 3, la partie comportant la section de conversion photoélectrique 15, l'antenne réseau 16, l'antenne à miroir réLl. échissant 17 et le bloc 18 de support de l'antenne réseau ayant les fonctions de produc tion d'énergie, conversion d'énergie électrique en une micro-onde et transmission de la micro-onde, peut être considérée comme un dispositif d'antenne de transmission indépendamment du satellite de production d'énergie. La configuration la plus simple du système spatial de produc-
tion d'énergie photovoltaïque peut être réalisce en dispo-
sant une pluralité des dispositifs d'antennes de transmis-
sion dans l'espace.
Ensuite, la figure 4 représente un autre exemple
de configuration du dispositif d'antenne de transmission.
Sur cette figure, le chiffre de référence 19 désigne une section de conversion photoélectrique comportant une pluralité de panneaux solaires. Le chiffre de référence 20 désigne un transmetteur. Il est prévu un nombre de transmetteurs égal au nombre d'éléments de l'antenne réseau. La référence 21 désigne une antenne réseau ou réscau d'antennes pour une micro-onde de sortie du transmetteur 20. La référence 22 désigne une antenne à miroir réfléchissant servant à réfléchir une micro-onde de sortie de l'antenne réscau 21 et à former n'importe quel
faisceau désiré de micro-ondes.
Il n'est pas nocessaire que le transmetteur 20 du dispositif d'antenne de transmission soit intégré à l'antenne réseau 21 comme représenté sur la figure 4; dif férentes configurations sont possibles en fonction de conditions de taille de l'antenne de transmission constituée par l'antenne réseau 21 et de l'antenne à miroir
réfléchissant 22, des configurations du satellite artifi-
ciel portant le dispositif d'antenne de transmission, et
d'un système de transmission d'énergie au sol et analogue.
La figure 4 représente la configuration utilisée lorsque la taille de l'antenne de transmission formée par l'antenne réseau 21 et l'antenne à miroir réfléchissant 22 est
comparativement faible.
Conformément à l' invention, dans un système spa tial de production d'énergie photovoltaique, dans lequel une énergie électrique produite par la lumière solaire est
convertie en une micro-onde dans une pluralité de satel-
lites de production d'énergie dans l'espace, et la micro onde est transmise à une base de production d'énergie et
l'énergie électrique est produite dans la base de produc- tion d' énergie pour la transmission d' une micro-onde depuis une antenne
réseau comportant un petit nombre d'antennes élémentaires en direction de la base de production d'énergie, la phase de la micro-onde est réglée, puis la
micro-onde est réfléchie sur une antenne à miroirs réflé-
chissants et est transmise à la base de production d'énergie, ce qui a pour effet qu'un accroissement du nombre de transmetteurs et du nombre d'antennes élémen taires peut être réduit, et un convertisseur photoélectrique est disposé sur le côté arrière de l'antenne à miroir réfléchissant de sorte que la production des unités de production de transmission d'énergie peuvent
être combinées en une seule unité.
Claims (4)
1. Satellite de production d'énergie, caractérisé en ce qu'il comprend: une section optique (5) de concentration de la lumière, pour concentrer la lumière solaire dans l'espace, une section de conversion photoélectrique (6) pour recevoir la lumière concentrée dans la section optique de concentration de la lumière et pour produire une énergie électrique, une pluralité de transmetteurs (7) pour produire des micro- ondes à partir de l r énergie électrique produite par la section de conversion photoélectrique, et une antenne d'émission (8, 9) pour envoyer les micro-ondes produites par les transmetteurs dans l'espace, et en ce que l'antenne d'émission comporte: un réseau d'antennes (8) posséJant une antenne élémentaire pour une émettre les micro-ondes, et une antenne (9) à miroir réfléchissant pour
réfléchir les micro-ondes émises par l'antenne réseau.
2. Satellite de production d'énergie selon la revendication 1, caractérisé en ce que le transmetteur (7) règle la phase des micro-ondes produites et délivre les
micro-ondes, dont la phase est ajustée.
3. Satellite de production d'énergie selon la revendication 1, caractérisé en ce que la section de conversion photoélectrique (6) est placée sur un côté
arrière de l T antenne à miroir réLléchissant.
4. Dispositif d'antenne de transmission, caractérisé en ce qu'il comporte: un élément de conversion photoélectrique (15) pour produire une énergie photoélectrique à partir de la lumière solaire incidente, un transmetteur (16) pour produire les micro ondes à partir de l'énergie électrique produ1te par l'élément de conversion photoélectrique (15), et une antenne d'émission (16, 17) pour envoyer les micro-ondes produites par le transmetteur dans l'espace, et que l'antenne de transmission comprend: un réseau d'antennes (16) posséJant une antenne élémentaire propre à émettre les micro-ondes, et une antenne à miroir réfléchissant (17) servant à réfléchir les micro-ondes émises par le réscau d'antennes, et que l'élément de conversion photoélectrique (15) est disposé sur un côté arrière de l'antenne à miroir
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|---|---|---|---|
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104158478A (zh) * | 2014-08-05 | 2014-11-19 | 中国空间技术研究院 | 基于电磁耦合无线能量传输的空间大功率导电旋转关节 |
Families Citing this family (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3584925B2 (ja) * | 2001-11-29 | 2004-11-04 | 三菱電機株式会社 | 宇宙太陽光発電システム |
| BRPI0316651B1 (pt) * | 2002-11-26 | 2016-12-06 | Solaren Corp | sistema de alimentação elétrica espacial, e, método para alinhar elementos de sistema de alimentação elétrica |
| US20080000232A1 (en) * | 2002-11-26 | 2008-01-03 | Rogers James E | System for adjusting energy generated by a space-based power system |
| US20060201547A1 (en) * | 2002-11-26 | 2006-09-14 | Solaren Corporation | Weather management using space-based power system |
| US8596581B2 (en) | 2004-07-20 | 2013-12-03 | David R. Criswell | Power generating and distribution system and method |
| US7900875B2 (en) * | 2004-07-20 | 2011-03-08 | Criswell David R | Power generating and distribution system and method |
| US7247953B1 (en) * | 2006-07-06 | 2007-07-24 | Stanley Schmulewitz | Solar energy conversion and transmission system |
| US7711441B2 (en) * | 2007-05-03 | 2010-05-04 | The Boeing Company | Aiming feedback control for multiple energy beams |
| US8653784B2 (en) * | 2008-01-31 | 2014-02-18 | Todd Allen Bland | System and method for relaying energy from a space transmitter to an electronic device via an earth station |
| JP4715874B2 (ja) * | 2008-06-20 | 2011-07-06 | 三菱電機株式会社 | 無線電力伝送システム、電力送信装置及びレクテナ基地局 |
| TWI495195B (zh) * | 2009-08-04 | 2015-08-01 | Ind Tech Res Inst | 太陽能光電轉換裝置 |
| GB2483705B (en) * | 2010-09-17 | 2018-10-24 | Robert Goodall Peter | Microwave transmission from a lighter than air wind energy conversion device |
| US20130032673A1 (en) * | 2011-08-03 | 2013-02-07 | Satoshi Kobayashi | Solar power satellite system for transmitting microwave energy to the earth and method of arranging a solar power satellite system about the sun for same |
| WO2015179214A2 (fr) | 2014-05-14 | 2015-11-26 | California Institute Of Technology | Centrale solaire spatiale de grande échelle : transmission de puissance à l'aide de faisceaux pouvant être dirigés |
| US10340698B2 (en) | 2014-05-14 | 2019-07-02 | California Institute Of Technology | Large-scale space-based solar power station: packaging, deployment and stabilization of lightweight structures |
| EP3149777B1 (fr) | 2014-06-02 | 2024-02-14 | California Institute of Technology | Centrale électrique solaire à base spatiale à grande échelle : tuiles de génération de puissance efficaces |
| CN104158471B (zh) * | 2014-08-13 | 2016-07-06 | 中国空间技术研究院 | 一种非聚光空间太阳能电站 |
| JP6715317B2 (ja) | 2015-07-22 | 2020-07-01 | カリフォルニア インスティチュート オブ テクノロジー | コンパクトパッケージング用の大面積構造体 |
| US10454565B2 (en) | 2015-08-10 | 2019-10-22 | California Institute Of Technology | Systems and methods for performing shape estimation using sun sensors in large-scale space-based solar power stations |
| US10992253B2 (en) | 2015-08-10 | 2021-04-27 | California Institute Of Technology | Compactable power generation arrays |
| KR101647122B1 (ko) * | 2015-11-27 | 2016-08-09 | 한국항공우주연구원 | 고정반사판이 설치된 위성용 수동형 마이크로파 탐측기 |
| US11634240B2 (en) | 2018-07-17 | 2023-04-25 | California Institute Of Technology | Coilable thin-walled longerons and coilable structures implementing longerons and methods for their manufacture and coiling |
| JP7054583B2 (ja) * | 2018-09-18 | 2022-04-14 | 株式会社東芝 | 無線電力伝送装置、無線電力伝送システム及び無線電力伝送方法 |
| US11772826B2 (en) | 2018-10-31 | 2023-10-03 | California Institute Of Technology | Actively controlled spacecraft deployment mechanism |
| CN114865991B (zh) * | 2022-05-19 | 2023-05-05 | 西安电子科技大学 | 光机电集成设计的omega-2.0空间太阳能电站 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2059694A (en) * | 1979-09-14 | 1981-04-23 | British Aerospace | Solar energy supply system and method |
| GB2310975A (en) * | 1996-03-07 | 1997-09-10 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd | Fixed Earth Station |
| US20010035207A1 (en) * | 2000-04-24 | 2001-11-01 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Space photovoltaic power generation system, power satellite, and control satellite |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3781647A (en) * | 1971-07-26 | 1973-12-25 | Little Inc A | Method and apparatus for converting solar radiation to electrical power |
| US4368415A (en) * | 1979-09-14 | 1983-01-11 | British Aerospace | Converting solar power to electric power |
| US4364532A (en) * | 1979-11-29 | 1982-12-21 | North American Construction Utility Corp. | Apparatus for collecting solar energy at high altitudes and on floating structures |
| US5019768A (en) * | 1985-05-08 | 1991-05-28 | Criswell David R | Power collection and transmission system and method |
| JP3613158B2 (ja) * | 2000-09-14 | 2005-01-26 | 三菱電機株式会社 | 宇宙太陽光発電方法、そのシステム、発電衛星及び電力基地 |
| JP3584869B2 (ja) * | 2000-09-14 | 2004-11-04 | 三菱電機株式会社 | 宇宙太陽光発電方法、及びその方法を用いたシステム |
| JP3584868B2 (ja) * | 2000-09-14 | 2004-11-04 | 三菱電機株式会社 | マイクロ波の受信方法及び受信システム |
| JP3584925B2 (ja) * | 2001-11-29 | 2004-11-04 | 三菱電機株式会社 | 宇宙太陽光発電システム |
-
2001
- 2001-11-29 JP JP2001364033A patent/JP3627104B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2002
- 2002-07-01 US US10/184,908 patent/US6727425B2/en not_active Expired - Fee Related
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- 2002-08-05 FR FR0209951A patent/FR2832868A1/fr active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2059694A (en) * | 1979-09-14 | 1981-04-23 | British Aerospace | Solar energy supply system and method |
| GB2310975A (en) * | 1996-03-07 | 1997-09-10 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd | Fixed Earth Station |
| US20010035207A1 (en) * | 2000-04-24 | 2001-11-01 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Space photovoltaic power generation system, power satellite, and control satellite |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| NASA AND US DEPARTMENT OF ENERGY: "U.S. Doe abd NASA Reference System Report Satellite Power System: Concept Development and Evaluation Program", U.S. DOE ABD NASA REFERENCE SYSTEM REPORT, January 1979 (1979-01-01) - October 1978 (1978-10-01), XP002522819, Retrieved from the Internet <URL:http://www.nss.org/settlement/ssp/library/1978DOESPS-ReferenceSystemReport.pdf> [retrieved on 20080403] * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104158478A (zh) * | 2014-08-05 | 2014-11-19 | 中国空间技术研究院 | 基于电磁耦合无线能量传输的空间大功率导电旋转关节 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20030098058A1 (en) | 2003-05-29 |
| DE10235830A1 (de) | 2003-07-17 |
| JP2003164078A (ja) | 2003-06-06 |
| US6727425B2 (en) | 2004-04-27 |
| JP3627104B2 (ja) | 2005-03-09 |
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