Rêves solaires – Solar-Traum

Le premier modèle d'avion solaire a pris son envol dès 1974. Au début des années 80, le premier vol solaire habité a suivi. Si l'on remonte un peu plus loin dans l'histoire, on constate que les bases de cette évolution ont été posées par Albert Einstein lorsqu'il a expliqué l'effet photoélectrique en 1905, ce qui lui a valu le prix Nobel. La première cellule photovoltaïque utilisable, d'un rendement de 6 %, a été mise au point en 1954. Depuis lors, les scientifiques s'efforcent d'améliorer ce rendement. Pour une utilisation à grande échelle, celui-ci s'élève à 18 %, tandis qu'il devrait atteindre 30 % pour les meilleures cellules photovoltaïques, telles que celles utilisées dans les satellites. Le soleil ne brille pas avec la même intensité sur toutes les parties de la surface terrestre. L'énergie solaire est la plus intense à l'équateur, tandis que dans notre région, on ne peut atteindre guère plus de 1 000 watts par mètre carré. Avec un rendement de 18 %, on peut donc compter sur environ 180 watts par mètre carré. Dans le domaine du modélisme aérien, nous sommes malheureusement limités en termes de surface utile.

À la fin de l'année dernière, dans le cadre des activités extrascolaires de l'école d'électrotechnique Vega, nous avons construit un modèle réduit d'avion à énergie solaire. Afin de bien démarrer ce projet, nous nous sommes renseignés auprès de la Fédération aéronautique internationale (FAI) sur les règles en vigueur. Les règles applicables à cette catégorie F5E sont les suivantes :

Surface maximale : 75 dm²
Tension maximale : 42 V
Le système de propulsion doit être alimenté exclusivement par des cellules photovoltaïques.

Une batterie peut être utilisée pour l’unité RC. Notre objectif était de construire un modèle électrique RC simple à partir de composants standard. L’entreprise solaire Bisol nous a aimablement fourni des cellules photovoltaïques GI56S3. La taille d’une cellule est de 156 mm × 156 mm et son poids, contacts compris, est de 14 g. Il y avait de nombreux problèmes techniques à résoudre : quelle forme donner aux ailes et au

Du fuselage ? Comment monter les cellules et comment concevoir la jonction entre les ailes et le fuselage ? Nous avons alors décidé de construire une aile en polystyrène, d’utiliser uniquement deux petits renforts en carbone de 5 × 1 mm pour le renforcement et de renforcer le nez avec du contreplaqué de peuplier de 3 mm. Les gouvernails et les winglets ont été découpés dans du Depron de 6 mm.

Jusque-là, tout s'était bien passé, mais les difficultés ont commencé lors du soudage des cellules

et leur installation sur l'aile. Les cellules photovoltaïques sont principalement composées de silicium et sont donc très fragiles. Nous avons décidé de monter les cellules directement à l'aide d'une colle à base de polyuréthane afin de ne pas créer de film protecteur et d'améliorer ainsi leur rendement. Nous avons relié les vingt-et-une cellules en groupes de sept en série, directement raccordés au régulateur. Sous charge, nous avons mesuré une tension de 12 V et un courant de 6,5 A. Dans des conditions idéales, nous avons ainsi atteint 80. La masse du modèle, prêt à voler, est de 1 200 g. Il ne faut pas oublier que nous avons construit un avion motorisé et non un planeur. Il existe une différence significative : cet avion est maintenu en vol grâce à un entraînement mécanique. Jusqu’à présent, les concepteurs équipaient principalement des planeurs de moteurs électriques pour franchir les zones de courants ascendants.

Pour moi, notre travail a été une véritable œuvre de pionnier, et nous avons pu démontrer, à l'école Vega, qu'il est possible et judicieux de construire à l'avenir des avions fonctionnant à l'énergie solaire. Bien sûr, nous allons poursuivre nos travaux. Nous avons pu mettre en place un nouveau régulateur pour améliorer l'efficacité. La batterie du récepteur peut également être alimentée par de l'énergie solaire…

permet d'utiliser des cellules solaires plus performantes. Nous avons réalisé un film sur notre projet, intitulé « Sončne Sanje » (Rêve solaire),

a été diffusé par RTV Slovenija (chaîne de télévision nationale) en novembre 2012. ■

Roman Ložar