Deux des technologies émergentes les plus prometteuses au monde - les panneaux solaires et les drones - peuvent être encore plus utiles lorsqu'elles sont utilisées ensemble. Les chercheurs et les entreprises commencent déjà à explorer les nombreuses utilisations potentielles des drones à énergie solaire.
À elles seules, ces deux technologies ont un énorme potentiel. Le marché des drones commerciaux devrait atteindre 17 milliards de dollars d'ici 2024, selon un rapport de Global Market Insights, Inc. Les dernières prévisions de Wood Mackenzie Power and Renewables montrent que la capacité solaire installée mondiale atteindra un térawatt, ou mille milliards de watts, d'ici 2023.
Les deux technologies s'améliorent et leurs coûts diminuent. Exploiter l'énergie du soleil pour une puissance presque continue résoudrait l'une des limitations les plus importantes des drones :l'endurance. La plupart des drones sont alimentés par des batteries et doivent redescendre au sol pour se recharger après quelques heures. Il semble tout à fait naturel que nous commencions à utiliser des panneaux solaires pour alimenter les drones.
Comment ça marche ?
Pendant un certain temps, les panneaux solaires étaient trop volumineux pour alimenter les drones. L'avènement de panneaux solaires minces, flexibles et légers a changé cette situation. La plupart des panneaux solaires mesurent jusqu'à 200 micromètres d'épaisseur, mais le fait de découper les tranches de silicium à quelques micromètres permet d'obtenir des panneaux flexibles.
Les chercheurs du MIT ont également fait des progrès dans l'utilisation de matériaux organiques pour créer des panneaux solaires minces, légers et transparents. Ils ont développé une méthode dans laquelle ils déposent une couche de graphène d'un atome d'épaisseur sur une cellule solaire. Une société solaire appelée Alta Devices développe une couche d'arséniure de gallium (GaAs) de quelques microns d'épaisseur et l'utilise comme panneau léger. Ces types de panneaux solaires peuvent être fixés sur les ailes des drones sans les alourdir.
À mesure que la technologie solaire s'améliore, elle devient de plus en plus efficace, ce qui signifie qu'elle peut convertir une plus grande partie de la lumière du soleil qui frappe un panneau en électricité. Des panneaux solaires plus efficaces attachés aux drones signifient qu'ils pourraient rester dans les airs plus longtemps. Aujourd'hui, la plupart des panneaux solaires standard ont un taux d'efficacité de 11 à 15 %. Alta Devices a atteint une efficacité de 31,6 %.
Les drones à énergie solaire peuvent également transporter des batteries lithium-ion que les panneaux solaires chargent, permettant au véhicule aérien sans pilote de continuer à voler la nuit. Plus le poids des panneaux est léger, plus il est possible d'inclure de piles. Plus les batteries sont efficaces, plus elles peuvent envoyer de charge aux batteries pour le stockage.
Une société appelée Titan Aerospace serait en train de développer un drone qui pourrait voler jusqu'à cinq ans sans escale. Il a des ailes de 50 mètres de long recouvertes de 3 000 cellules solaires et de batteries lithium-ion à l'intérieur de l'aile. Il volerait à une altitude d'environ 65 000 pieds, lui donnant un accès libre à la lumière du soleil.
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Candidatures
Les drones solaires pourraient effectuer bon nombre des mêmes tâches que les autres types de drones, y compris l'inspection des infrastructures et des bâtiments, l'étude des dommages causés par les tempêtes et le suivi de la faune. L'utilisation de l'énergie solaire pour alimenter ces drones pourrait cependant rendre ces opérations plus efficaces et plus rentables. Cela éliminerait le besoin de ramener les drones après quelques heures pour une charge.
Pour cette raison, les drones à énergie solaire pourraient être particulièrement utiles pour les applications qui obligeraient les drones à rester debout pendant de longues périodes, voire indéfiniment. Ces drones pourraient essentiellement agir comme des satellites et collecter des données météorologiques, suivre la faune, effectuer des cartographies et collecter des informations pour d'autres recherches scientifiques.
Deux grandes entreprises, Google et Facebook, ont également expérimenté l'utilisation de drones à énergie solaire pour fournir un accès Internet haut débit aux populations non desservies, principalement des pays en développement et des zones reculées. Les entreprises ont imaginé des drones qui pourraient rester dans les airs pendant de longues périodes et diffuser l'accès Internet au sol en dessous. Google a abandonné son projet de drone il y a quelques années en partie pour poursuivre le projet Loon, qui utilise des ballons stratosphériques et des composants électroniques alimentés par des cellules solaires pour fournir un accès à Internet.
Facebook a arrêté son initiative de drone Internet, Aquila, en juin. La société a déclaré qu'elle souhaitait toujours étendre l'accès à Internet, mais s'appuierait sur d'autres sociétés pour construire des drones. Google et Facebook ne construisent peut-être plus de drones à énergie solaire, mais cela ne signifie pas que d'autres entreprises ne le feront pas. L'idée a encore beaucoup de potentiel pour fournir un accès à Internet, d'autant plus que les technologies associées s'améliorent.
De plus, les drones à énergie solaire sont également une technologie prometteuse dans de nombreux autres domaines. Nous pourrions commencer à les voir employés dans de nombreux secteurs différents au cours des prochaines années.
Biographie de l'auteur :
Emily est une rédactrice en technologies vertes qui couvre des sujets liés aux énergies renouvelables et à la conception durable. Vous pouvez en savoir plus sur son travail sur son blog, Conservation Folks.