Solar Impulse

Cellules photovoltaïques et motorisation de l’avion.

 
 


Système de propulsion

Sous les ailes, il y a 4 moteurs contenant chacun une batterie au lithium polymère constituée de 70 accumulateurs et d’un système qui contrôle la limite de charge et de température. L’isolation thermique est conçue pour conserver la chaleur dégagée par les batteries et leur permettre ainsi de fonctionner même avec les -40 °C rencontrés à 8500 mètres. Chaque moteur possède une puissance de 10 CV et est muni d’un réducteur limitant à 200-400 tours / minute la rotation d’une  hélice de 3,5 mètres de diamètre.

Rendement et capacité de stockage

Les 11628 cellules

Motorisation : 4 moteurs électriques de 10 CV

Cellules solaires : 11 628 (10 748 sur l’aile, 880 sur le stabilisateur horizontal)

Vitesse moyenne : 70 km/h

Vitesse de décrochage : 35 km/h

Altitude maximale : 8 500 m (27 900 ft)

 

Rendement et capacité de stockage

Les 11628 cellules photovoltaïques en silicium de 130 microns d’épaisseur ont été sélectionnées pour leur capacité à combiner légèreté et rendement. Leur efficacité aurait pu être encore meilleure mais leur poids aurait alors été beaucoup trop grand, ralentissant l’avion pendant le vol de nuit. Cette phase étant la plus importante, le problème majeur du projet se trouve aujourd’hui au niveau des batteries. Encore lourdes, celles-ci obligent à réduire énormément le poids du reste de l’avion, à optimiser toute la chaîne énergétique et à maximiser le rendement aérodynamique par un grand allongement et un profil d’aile conçue pour les basses vitesses. Avec une puissance énergétique de 200 Wh/kg, la masse d’accumulateurs nécessaire pour un vol de nuit se monte à 400 kg, soit plus du ¼ de la masse totale de l’avion. Une amélioration de la capacité des batteries permettrait à terme d’embarquer un deuxième pilote, de diminuer l’envergure de l’avion ou d’augmenter la vitesse de vol.

Cellules photovoltaïques

A midi, chaque m² de surface reçoit l’équivalent de 1000 Watts, soit 1.3 CV de puissance lumineuse. Répartie sur 24 heures, l’énergie du soleil ne fournit qu’une moyenne de 250W/m². Avec 200 m² de cellules photovoltaïques et 12 % de rendement total de la chaîne de propulsion, la puissance moyenne produite par les moteurs de l’avion n’atteint plus que 8 CV ou 6 KW. C’est à peu de chose près ce dont disposaient les frères Wright en 1903 lorsqu’ils ont réalisé le premier vol motorisé.