Brevet FR2832867A1 — publié le 20030530

Cette invention concerne un système spatial de génération photovoltaïque dans lequel la lumière solaire est convertie en une énergie électrique dans l'espace, et la puissance électrique est transmise par ondes hyperfréquence, ou autre, et est reçue à une centrale électrique de base pour être utilisée comme énergie électrique. En raison du caractère épuisable de l'énergie électrique basée sur des combustibles fossiles tels que le pétrole, le charbon, le gaz naturel, etc., et de ses effets défavorables sur l'environnement, l'attention s'est concentrée sur la lumière solaire comme source d'énergie pour remplacer l'énergie électrique à base de combustibles fossiles. Une génération photovoltaïque au sol, etc., existe comme mode d'utilisation de l'énergie électrique basé sur la lumière solaire, mais il est difficile de fournir de manière stable de la puissance électrique parce que l'ensoleillement varie entre le jour et la nuit, en fonction de la météorologie, etc., et le rendement est médiocre. Au contraire, l'absorption atmosphérique n'existe guère dans l'espace et la densité d'énergie solaire dans l'espace, même au voisinage de la terre, atteint cinq à dix fois celle sur terre ; l'attrait de l'utilisation de l'énergie solaire dans l'espace est grand. Des recherches et des développements sont en cours sur un système spatial de génération photovoltaïque, dans lequel l'énergie solaire dans l'espace est convertie en une énergie électrique et l'énergie électrique est transmise par ondes hyperfréquence, ou autre, et est reçue sur un site spécifique. Comme exemple de technologie apparentée d'un tel système spatial de génération photovoltaïque, la fig. 9 est un dessin qui représente la configuration d'un système spatial de génération photovoltaïque dans une technologie apparentée, publiée dans "U. S. DOE and NASA Reference System Report, Satellite Power Systems : Concept Development and Evaluation Program", DOE/ER-0023,1978. A la fig. 9, le numéro 4 désigne un satellite de génération de puissance, le module 5 désigne un module de conversion photoélectrique formé de panneaux de cellules solaires, le numéro 9 désigne une antenne d'émission montée sur le satellite 4 de génération de puissance, le numéro 10 désigne une onde hyperfréquence rayonnée par l'antenne 9 d'émission, le numéro 11 désigne une centrale électrique au sol, et le numéro 12 désigne une antenne de réception placée dans la centrale au sol. Dans le système spatial de génération photovoltaïque représenté à la fig. 9, le module 5 de conversion photoélectrique installé à bord du satellite 4 de génération de puissance effectue une conversion photoélectrique de la lumière solaire. L'énergie obtenue est transmise par l'antenne 9 d'émission à la centrale 11 au sol sous la forme d'une onde hyperfréquence 10 et est reçue par l'antenne 12 de réception dans la centrale 11 au sol. Dans l'exemple cité comme technologie apparentée, le module 5 de conversion photoélectrique installé à bord du satellite 4 de génération de puissance a une taille de 5 x 10 km, l'antenne 9 d'émission a un diamètre de 1 km, et l'antenne 12 de réception dans la centrale 11 au sol a un taille de 10 x 13 km. Le satellite 4 de génération de puissance a un poids de 50 000 tonnes. La taille totale des panneaux de cellules solaires formant le module 5 de conversion photoélectrique est déterminée en fonction de la quantité d'énergie électrique produite par le satellite 4 de génération de puissance, et les dimensions de l'antenne 9 d'émission et de l'antenne 12 de réception sont déterminées en fonction du rendement de réception de puissance. Ici, en définissant la valeur de la puissance électrique normalisée Prx arrivant dans la surface d'ouverture de l'antenne 12 de réception ayant un diamètre Drx d'ouverture basé sur la puissance électrique Ptx transmise par l'intermédiaire de l'antenne 9 d'émission ayant un diamètre Dtx d'ouverture et sur un rendement #b de réception de puissance, si la distance d entre l'antenne 9 d'émission et l'antenne 12 de réception est suffisamment grande pour former une région de Fraunhofer (région supposée être à une distance électriquement inf inie) et si la distribution d'ouverture de l'antenne 9 d'émission est uniforme à la fois en amplitude et en phase, la distribution E de champ de radiations de l'antenne 9 d'émission et le rendement #b de réception de puissance sont représentés par les expressions suivantes : J 1 (Z9) ###(1) Prx #0##E#2Z#dZ# 15 #b = @rx/P @ = 1 - J02(Z#) - J12(Z#) (2) Ptx #0##E#2Z#dZ# Ze = # Dtx/# sin(#) (3) # 20 # = tan-1(Drx/@) (4) (2d) dans lesquelles X est la longueur d'onde de l'onde hyperfréquence 10 et Jn(x) est une fonction de Bessel d'or- dre n. Dans l'expression (2), on voit que les diamètres d'ouverture à la fois de l'antenne 9 d'émission et de l'an- tenne 12 de réception doivent être rendus grands pour aug- menter le rendement #b de réception de puissance. Si l'antenne 9 d'émission et l'antenne 12 de réception diffè- rent par la forme d'ouverture ou la distribution d'ouver- ture, l'expression de calcul du rendement #b de réception de puissance varie aussi en conséquence. Cependant, si le dia- mètre d'ouverture de l'antenne 9 d'émission ou de l'antenne 12 de réception est rendu grand, le rendement #b de récep- tion de puissance est toujours augmenté. Si la distance d entre l'antenne 9 d'émission et l'antenne 12 de réception est suffisamment grande en compa- raison avec le diamètre Drx d'ouverture de l'antenne 12 de réception, l'expression suivante est valable compte tenu des expression (3) et (4) : Z# # # DtxDrx/@ (5) # = # 2#d D'après l'expression (5), si l'un des diamètres d'ouverture de l'antenne 9 d'émission et de l'antenne 12 de réception nécessaires pour obtenir un rendement de réception de puissance est déterminé, le diamètre d'ouverture de l'au- tre est déterminé aussi. Pour obtenir un rendement élevé de réception de puissance, le diamètre d'ouverture de l'antenne 9 d'émission ou celui de l'antenne 12 de réception doivent être rendus grands. Les fig. 10(a) et 10(b) représentent les caractéristiques de la distribution de champ de radiations de l'antenne 9 d'émission dans la région de Fraunhofer et du rendement de réception de puissance si la longueur d'onde X de l'onde hyperfréquence 10 rayonnée depuis l'antenne 9 d'émission est de 52 mm (fréquence 5,8 GHz). Dans les figu- res, on peut voir que, par exemple, si le satellite 4 de gé- nération de puissance est placé sur une orbite stationnaire à 36 000 km au-dessus du sol, que le diamètre d'ouverture de l'antenne 9 d'émission est de 1 km et que la distribution d'ouverture est uniforme, le diamètre d'ouverture de l'an- tenne 12 de réception doit être d'environ 7 km pour obtenir un rendement de réception de puissance de 90 %. D'après l'expression (2), si la fréquence d'émission de l'onde hyperfréquence 10 rayonnée depuis l'antenne 9 d'émission est rendue élevée (c'est-à-dire si la longueur d'onde est diminuée), le diamètre d'ouverture de l'antenne 9 d'émission ou de l'antenne 12 de réception peut être dimi- nué, mais un problème d'interférences avec les bandes de fréquence déjà utilisées avec les communications par satel- lite, les communications terrestres par ondes hyperfré- quence, etc., se pose. Pour placer la centrale 4 sur le sol, généralement, quand la fréquence devient élevée, les pertes dues à l'atmosphère ne peuvent pas être négligées et le rendement de réception de puissance est diminué. En conséquence, la gamme de fréquence pour l'onde hyperfréquence 10 est limitée. La bande 2 GHz (2,45 GHz) et la bande 5 GHz (5,8 GHz) sont citées jusqu'ici comme fréquences à retenir pour le système spatial de génération photovoltaïque. Pour augmenter la quantité de puissance électrique produite par le satellite 4 de génération de puissance, la surface des panneaux de cellules solaires formant le module 5 de conversion photoélectrique, d'un miroir réfléchissant pour concentrer la lumière solaire, ou de dispositifs similaires, doit être agrandie. A ce propos, le satellite de génération de puissance comportant les panneaux de cellules solaires et l'antenne d'émission doit être placé sur une orbite prédéterminée dans l'espace en utilisant une fusée ou une navette spatiale. D'autre part, les dimensions et le poids des équipements qui peuvent être transportés dans une fusée, etc., sont limités, et donc si les dimensions ou le poids des panneaux de cellules solaires et de l'antenne d'émission contenus dans le satellite de génération de puissance sont grands, il est physiquement difficile de les lancer et de les dép loyer dans l'espace en une seule fois. En conséquence, un procédé de lancement des composants du satellite de génération de puissance en plusieurs fois est envisageable. Dans ce cas, cependant, il est nécessaire d'assembler les composants dans l'espace ou à une altitude suffisante et de placer ensuite le satellite de génération de puissance sur une orbite prédéterminée. En outre, dans ce cas, si les dimensions ou le poids des panneaux de cellules solaires et de l'antenne d'émission contenus dans le satellite définitif de génération de puissance sont grands, il devient nécessaire de lancer les composants en un grand nombre de fois, l'impact sur le coût est grand, et le temps nécessaire pour que le satellite de génération de puissance puisse fonctionner est long aussi ; les obstacles à la réalisation de ce projet sont élevés. En outre, il se pose un problème du fait de la complications des interfaces électriques, mécaniques et thermiques pour assembler les composants dans le satellite de génération de puissance à une altitude inférieure à celle de la ceinture de Van Allen, car quand le satellite de génération de puissance traverse la ceinture de Van Allen, les appareils électroniques, les panneaux de cellules solaires, etc., peuvent être endommagés et voir leurs performances diminuer en raison de l'effet des radiations, etc. ; est aussi un problème. L'antenne d'émission montée sur le satellite de génération de puissance doit émettre une onde hyperfréquence dirigée précisément vers la centrale terrestre voulue. Si l'attitude du satellite de génération de puissance est commandée avec une précision très élevée, il ne se pose aucun problème. Cependant, si la distance entre le satellite de génération de puissance et la centrale terrestre est très grande ou si la surface d'ouverture de l'antenne de réception dans la centrale terrestre est petite, la direction du faisceau issu de l'antenne d'émission doit être commandée indépendamment de la position du satellite de génération de puissance. Pour satisfaire à de telles exigences, un procédé consistant à adopter une antenne en réseau comme antenne d'émission et à balayer électroniquement un faisceau est possible. Cependant, pour ne pas produire un faisceau inutile appelé lobe secondaire, généralement les antennes élémentaires doivent être disposées avec un espacement d'une longueur d'onde ou moins dans toute l'ouverture d'antenne. Si la surface d'ouverture de l'antenne d'émission est très grande, un grand nombre d'antennes élémentaires doivent être disposées en proportion de la très grande surface d'ouverture. Par exemple, en supposant que la longueur d'onde de l'onde hyperfréquence rayonnée depuis l'antenne d'émission est de 52 mm (fréquence 5,8 GHz) et que le diamètre d'ouverture de l'antenne d'émission est de 1 km, si les antennes élémentaires sont disposées avec un espacement d'une lon- gueur d'onde, le nombre d'antennes élémentaires atteint environ 290 millions. En conséquence, la fabrication et l'assemblage de l'antenne d'émission doivent se faire à très grande échelle et les difficultés de fabrication deviennent élevées aussi ; ceci pose un problème. D'autre part, si la surface d'ouverture de l'antenne de réception est rendue grande, la surface d'ouverture de l'antenne d'émission peut être diminuée. Cependant, pour placer la centrale électrique de base sur le sol, du point de vue du terrain à occuper, il devient diff icile de réserver un terrain très vaste, physiquement et en termes de coût. Pour placer la centrale de base dans l'espace ou sur la lune, un problème se pose encore qui est semblable à celui mentionné ci-dessus entraîné par le lancement du satellite de génération de puissance. C'est donc un but de l'invention de fournir un système spatial de génération photovoltaïque qui permette de minimiser la dimension d'une antenne de réception dans une centrale au sol sans diminuer inutilement le rendement de réception de puissance si l'antenne d'émission montée sur chaque satellite de génération de puissance est rendue petite pour éliminer les problèmes entraînés, dans la technologie apparentée, par la grande taille de l'antenne d'émission montée sur chaque satellite de génération de puissance. Selon l'invention, il est créé un système spatial de génération photovoltaïque comprenant une pluralité de satellites de génération de puissance et une centrale électrique de base. Chacun des satellites de génération de puissance a un module de conversion photoélectrique, un module de conversion de fréquence d'émission, un module de commande d'onde hyperfréquence, et une antenne d'émission. Le module de conversion photoélectrique convertit la lumière solaire en énergie électrique. Le module de conversion de fréquence d'émission effectue une conversion de fréquence de l'énergie électrique fournie par le module de conversion photoélectrique en une onde hyperfréquence. Le module de commande d'onde hyperfréquence commande au moins une parmi l'amplitude et la phase du signal hyperfréquence émis par le module de conversion de fréquence d'émission. L'antenne d'émission rayonne l'onde hyperfréquence. La centrale électrique de base a une antenne de réception et un module de conversion de fréquence de réception. L'antenne de réception reçoit l'onde hyperfréquence rayonnée depuis le satellite de génération de puissance. Le module de conversion de fréquence de réception effectue une conversion en fréquence de l'onde hyperfréquence reçue à l'antenne de réception en une puissance électrique à usage industriel, soit en courant continu, soit en basse fréquence. La pluralité de satellites de génération de puissance sont placées dans l'espace pour former un groupe de satellites de génération de puissance. Une antenne en réseau ou à balayage électronique ayant, en tant qu'antennes élémentaires, les antennes d'émission des satellites de génération de puissance dans le groupe de satellites de génération de puissance, est formée. L'invention va être décrite dans ce qui suit en se référant aux modes de réalisation et aux dessins joints donnés uniquement à titre d'exemple et non limitatifs, dans lesquels : la figure 1 est un dessin qui représente la configuration d'un système spatial de génération photovoltaïque selon les modes de réalisation n 1 à 5 de l'invention ; les fig. 2(a) et 2 (b) des représentations sché- matiques d'un exemple de la distribution de champ de radiations et de rendement de réception de puissance dans le système spatial de génération photovoltaïque selon le mode de réalisation n 1 de l'invention ; les fig. 3(a) à 3 (c) des représentations sché- matiques décrivant la distribution de champ de radiations d'une antenne en réseau ; les fig. 4(a) et 4 (b) des représentations sché- matiques d'un autre exemple de la distribution de champ de radiations et du rendement de réception de puissance dans le système spatial de génération photovoltaïque selon le mode de réalisation n 1 de l'invention ; les fig. 5(a) et 5 (b) des représentations sché- matiques décrivant la distribution d'amplitude d'ouverture d'une antenne et la distribution de champ de radiations ; les fig. 6(a) et 6 (b) des représentations sché- matiques d'un autre exemple de la distribution de champ de radiations et du rendement de réception de puissance dans un système spatial de génération photovoltaïque selon le mode de réalisation n 2 de l'invention ; les fig. 7 (a) et 7 (b) des représentations sché- matiques d'un autre exemple de la distribution de champ de radiations et du rendement de réception de puissance dans un système spatial de génération photovoltaïque selon le mode de réalisation n 3 de l'invention ; la fig. 8 est un dessin représentant la configuration d'une antenne à réflecteur et à balayage électronique comme antenne d'émission d'un système spatial de génération photovoltaïque selon le mode de réalisation n 5 de l'invention ; la fig. 9 est un dessin représentant la conf igura- tion d'un système spatial de génération photovoltaïque selon la technologie apparentée ; et les fig. 10(a) et 10(b) sont des représentations schématiques montrant les relations entre le diamètre d'ouverture d'antenne, la distribution de champ de radiations et le rendement de réception de puissance. On va décrire maintenant les modes de réalisation préférés. Un système spatial de génération photovoltaïque selon le mode de réalisation n 1 de l'invention est décrit en se référant aux dessins joints. La fig. 1 est un dessin qui représente la configuration d'un système spatial de génération photovoltaïque selon le mode de réalisation n 1 de l'invention. A la fig. 1, le numéro 1 désigne le soleil, le numéro 2 désigne la lumière solaire rayonnée par le soleil 1, le numéro 3 désigne un groupe de satellites de génération de puissance, le numéro 4 désigne chacun des satellites de génération de puissance constituant le groupe de satellites de génération de puissance, le numéro 5 désigne un module de conversion photoélectrique, le numéro 6 désigne un module de conversion de fréquence d'émission, le numéro 7 désigne un module de commande d'onde hyperfréquence, le numéro 8 désigne un module de réception de signaux de commande, et le numéro 9 désigne une antenne d'émission. Les éléments 5 à 9 sont des composants du satellite 4 de génération de puissance. Le numéro 10 désigne une onde hyperfréquence rayonnée depuis l'antenne 9 d'émission, le numéro 11 désigne une centrale électrique de base, le numéro 12 désigne une antenne de réception pour recevoir l'onde hyperfréquence 10, le numéro 13 désigne un module de conversion de fréquence de réception pour effectuer une conversion de fréquence de réception de l'onde hyperfréquence 10 reçue en une puissance électrique à usage industriel, en courant continu ou à basse fréquence, le numéro 14 désigne une antenne de commande de satellite de génération de puissance pour émettre un signal vers le groupe 3 de satellites de génération de puissance, le numéro 15 désigne un signal de commande transmis par l'intermédiaire de l'antenne 14 de commande de satellite de génération de puissance, le numéro 16 désigne un satellite de commande pour commander chaque satellite 4 de génération de puissance en se basant sur le signal 15 de commande, et le numéro 17 désigne un signal de commande de satellite de génération de puissance pour commander chaque satellite 4 de génération de puissance. Les éléments 12 à 14 sont des composants de la centrale électrique 11 de base. Le principe de fonctionnement du système spatial de génération photovoltaïque selon le mode de réalisation n 1 de l'invention va être décrit maintenant en se référant aux dessins joints. Dans le système spatial de génération photovoltaïque représenté à la fig. 1, le module 5 de conversion photoélectrique compris dans chacun des satellites 4 de génération de puissance placés dans l'espace convertit la lu- mière solaire 2 rayonnée depuis le soleil 1 en énergie électrique. Le module 5 de conversion photoélectrique peut être une combinaison de panneaux de cellules solaires et d'un système optique de concentration de lumière pour concentrer la lumière solaire 2, ou peut être constitué seulement de panneaux de cellules solaires. Une conversion de l'énergie électrique fournie par le module 5 de conversion photoélectrique en une onde dans la bande hyperfréquence est effectuée par le module 6 de conversion de fréquence constitué d'un amplificateur à semi-conducteurs, d'un tube électronique, etc., et le résultat de la conversion reçoit du module 7 de commande d'onde hyperfréquence une phase et une amplitude nécessaires pour une transmission par l'antenne 9 d'émission. L'onde hyperfréquence 10 est rayonnée depuis l'antenne 9 d'émission vers la centrale électrique 11 de base installée à un emplacement prédéterminé. Le groupe 3 de satellites de génération de puissance constitue un réseau d'antennes dont les antennes 9 d'émission montées sur les satellites 4 de génération de puissance sont les antennes élémentaires. En conséquence, pour utiliser les antennes 9 d'émission montées sur les satellites 4 de génération de puissance comme des éléments d'un réseau d'antennes, chaque module 7 de commande d'onde hyperfréquence commande la phase et l'amplitude d'excitation de l'onde hyperfréquence 10 pour que l'onde hyperfréquence 10 se propage vers la centrale 11 de base. Pour commander l'onde hyperfréquence 10, les phases d'excitation des antennes 9 d'émission doivent être commandées en réponse aux positions et aux attitudes ou orientations des satellites 4 de génération de puissance de manière à fournir une phase commune dans la direction de la centrale 11 de base. Alors, la commande 15 indiquant la position de la centrale 11 de base est transmise depuis l'antenne 14 de commande de satellites de génération de puissance située sur la centrale 11 de base vers le satellite 16 de commande. Le satellite 16 de commande surveille les positions et les attitudes des satellites 4 de génération de puissance au moyen d'un laser, d'une onde électromagnétique, etc., et calcule à partir des informations de position et de la commande 15 la phase et l'amplitude d'excitation nécessaires pour l'antenne 9 d'émission de chacun des satellites 4 de génération de puissance, et émet alors le signal 17 de commande de satellite de génération de puissance. Chaque satellite 4 de génération de puissance reçoit le signal 17 de commande de satellite de génération de puissance au moyen du module 8 de réception de signaux de commande et envoie le signal au module 7 de commande d'onde hyperfréquence. Le satellite 16 de commande calcule la phase et l'amplitude d'excitation nécessaires pour l'antenne 9 d'émission de chacun des satellites 4 de génération de puissance, mais ne calcule pas nécessairement la phase et l'amplitude d'excitation, et chaque satellite 4 de génération de puissance peut calculer lui-même la phase et l'amplitude d'excitation. Si les positions et les attitudes des satellites 4 de génération de puissance sont surveillées depuis le sol ou si le satellite 4 de génération de puissance peut surveiller lui-même sa position et son attitude, le satellite 16 de commande n'est pas nécessaire. Dans ce cas, le module 8 de réception de signaux de commande peut devenir inutile. L'onde hyperfréquence 10 ainsi émise par le groupe 3 de satellites de génération de puissance est reçue à l'antenne 12 de réception prévue sur la centrale 11 de base, et est soumise à une conversion en un courant continu ou un courant alternatif à basse fréquence par le module 13 de conversion de fréquence pour être utilisée comme puissance électrique. L'antenne 12 de réception et le module 13 de conversion de fréquence peuvent être réunis en un seul élément constituant un appareil "antenne-redresseur" (Rectenna), ou bien une pluralité d'antennes 12 de réception et de modules 13 de conversion de fréquence peuvent être placés dans la surface d'ouverture nécessaire ou ouverture de réception du rayonnement. Le rendement de réception de puissance du système spatial de génération photovoltaïque selon le mode de réalisation n 1 va être décrit. Les fig. 2(a) et 2(b) représentent les caractéristiques de la distribution de champ de radiations et le rendement de réception de puissance relatifs au réseau d'antennes formé par le groupe 3 de satellites de génération de puissance. Les chiffres supposent que la longueur d'onde 1 de l'onde hyperfréquence 10 est 52 mm (fréquence 5,8 GHz), que les satellites 4 de génération de puissance sont disposés de manière à former des carrés, que la distribution du champ de radiations sur la surface d'ouverture de l'antenne 9 d'émission montée sur chacun des satellites 4 de génération de puissance est uniforme, que le diamètre d'ouverture ou diamètre de la surface d'ouverture de l'antenne 9 d'émission est 200 m, que le nombre N de satellites de génération de puissance est 25 (5 x 5), que tous les satellites de génération de puissance émettent avec la même phase d'amplitude (autrement dit, la distribution d'excitation du réseau d'antennes formé par le groupe 3 de satellites de génération de puissance est uniforme), et que la distance d entre l'antenne 9 d'émission et l'antenne 12 de réception peut être supposée être une région de Fraunhofer. Dans un but de comparaison, les caractéristiques quand l'antenne 9 d'émission ayant un diamètre d'ouverture de 200 m est installée isolément et quand l'antenne 9 d'émission ayant un diamètre d'ouverture de 1 km, qui constitue la même surface d'ouverture que le réseau global d'antennes formé par le groupe 3 de satellites de génération de puissance, est installée isolément, sont représentées aussi. Dans la fig. 2 (a), on voit que la distribution de champ de radiations, quand les antennes 9 d'émission ayant le diamètre d'ouverture de 200 m sont mises en réseau, a une largeur de faisceau correspondant au diamètre d'ouverture quand le réseau global d'antennes est supposé être une seule ouverture d'antenne avec comme enveloppe de distribution de champ de radiations celui de l'antenne 9 d'émission ayant un diamètre d'ouverture de 200 m lorsqu'est installée isolément comme enveloppe et produit périodiquement un lobe secondaire à chaque angle déterminé par l'espacement des éléments (espacement de positionnement entre les satellites 4 de gé- nération de puissance). Les fig. 3 (a) à 3 (c) des repré- sentations schématiques décrivant la distribution de champ de radiations du réseau d'antennes. La distribution de champ de radiations du réseau d'antennes représenté à la fig. 3 (c) est donnée comme le produit de la distribution de champ de radiations de l'antenne 9 d'émission comme antenne élémentaire et de la distribution de champ de radiations basée sur des facteurs de réseau représentée à la fig. 3 (b). La distribution de champ de radiations basée sur les facteurs de réseau est déterminée par la distance d'espacement entre éléments par rapport à la longueur d'onde, le nombre d'éléments, la disposition des éléments, et la distribution de coefficient d'excitation des éléments. Dans la fig. 2 (b), on voit que le rendement de réception de puissance quand les antennes 9 d'émission ayant chacune un diamètre d'ouverture de 200 m sont mises en réseau coïncide presque avec la distribution quand l'antenne d'émission ayant un diamètre d'ouverture de 1 km est installée isolément dans une gamme d'angle de décalage correspondant au lobe principal de tous les éléments espacés de (espacement entre les satellites 4 de génération de puissance). L'angle de décalage correspond au décalage angulaire entre la direction normale à la surface d'ouverture et la direction d'observation du rayonnement. Quand l'espacement entre éléments devient grand, la largeur de faisceau se réduit et la puissance électrique contenue dans le lobe principal diminue et donc la valeur du rendement de réception de puissance culminant à l'angle de décalage correspondant au premier lobe latéral est maintenue faible. Cependant, le rendement de réception de puissance quand les antennes 9 d'émission sont mises en réseau est augmenté en comparaison avec le rendement de réception de puissance quand l'antenne 9 d'émission ayant un diamètre d'ouverture de 200 m est installée isolément à l'angle de décalage correspondant au pre- mier lobe secondaire de la distribution de champ de radia- tions des éléments espacés. De plus, si l'angle de décalage devient grand au voisinage du premier point zéro quand l'an- tenne 9 d'émission ayant un diamètre d'ouverture de 200 m est installée isolément, la caractéristique du rendement de réception de puissance se rapproche du rendement de récep- tion de puissance quand l'antenne 9 d'émission ayant un dia- mètre d'ouverture de 200 m est installée isolément. Ensuite, les figures 4(a) et 4 (b) les caractéristiques de la distribution de champ de radiations et le rendement de réception de puissance du réseau d'anten- nes formé par le groupe 3 de satellites de génération de puissance quand le nombre N de satellites de génération de puissance est égal à 9 (3 x 3) et que les autres conditions sont les mêmes que celles des fig. 2 (a) et 2 (b). Dansun but de comparaison, les fig. 4(a) et 4 (b) les ca- ractéristiques quand l'antenne 9 d'émission ayant un diamè- tre d'ouverture de 200 m et quand l'antenne 9 d'émission ayant un diamètre d'ouverture de 600 m qui forme la même surface d'ouverture que le réseau d'antennes formé par le groupe 3 de satellites de génération de puissance, est ins- tallée isolément. Dans les fig. 4 (a) et 4 (b), dans les fig. 2 (a) et 2 (b), voit que le rendement de réception de puissance quand l'antenne 9 d'émission ayant un diamètre d'ouverture de 600 m est installée isolément coïncide presque avec le rendement de réception de puissance quand les antennes 9 d'émission ayant un diamètre d'ouverture de 200 m sont mises en réseau dans la gamme d'angle de décalage correspondant au lobe principal, et que les autres caractéristiques sont sem- blables aussi à celles des fig. 2 (a) et 2(b). En conséquence, en plaçant le diamètre d'ouverture de l'antenne 12 de réception dans la gamme de valeur corres- pondant au lobe principal de la distribution de champ de ra- diations basée sur le réseau d'antennes formé par le groupe 3 de satellites de génération de puissance, une puissance électrique peut être transmise depuis le groupe 3 de satel- lites de génération de puissance vers la centrale 11 de base sans diminuer beaucoup le rendement de réception de puissance en comparaison avec le cas où l'antenne 9 d'émission qui forme la même surface d'ouverture globale que le réseau d'antennes formé par le groupe 3 de satellites de génération de puissance existe isolément. En plaçant le diamètre d'ouverture de l'antenne 12 de réception dans la gamme de valeur correspondant au premier lobe secondaire de la distribution de champ de radiations quand les antennes 9 d'émission sont mises en réseau, le rendement de réception de puissance peut être augmenté en comparaison avec celui quand l'antenne 9 d'émission existe isolément. En outre, si le nombre de satellites 4 de génération de puissance varie, le rendement de réception de puissance équivalant à celui de l'antenne unique 9 d'émission qui forme la même surface d'ouverture globale que le réseau d'antennes formé par le groupe 3 de satellites de génération de puissance est obtenu, de sorte que pendant que des satellites 4 de génération de puissance sont ajoutés successivement, la puissance électrique produite et le rendement de réception de puissance du système spatial de génération photovoltaïque peuvent être augmentés et le système spatial de génération photovoltaïque a un développement qui peut être géré. Comme décrit ci-dessus, l'antenne 9 d'émission du satellite 4 de génération de puissance peut être rendue plus petite que l'antenne isolée 9 d'émission qui constitue la même surface d'ouverture que la totalité du réseau d'antennes formée par le groupe 3 de satellites de génération de puissance, de sorte que la charge au moment du lancement par une fusée, etc., peut être diminuée. Un système spatial de génération photovoltaïque selon un mode de réalisation n 2 de l'invention va être décrit en se référant aux dessins joints. La configuration du système spatial de génération photovoltaïque selon le mode de réalisation n 2 est la même que celle du mode de réali- sation n 1 décrit précédemment en se référant à la fig. 1, sauf que la distribution de l'amplitude du champ de radia- tion sur la surface d'ouverture d'une antenne 9 d'émission est devenue une distribution resserrée ou en forme de cloche telle que le champ croît du bord vers le centre. Les fig. 5(a) et 5 (b) la forme de la distribution resserrée donnée par l'expression suivante comme distribution Ea des amplitudes sur la surface d'ouver- ture de l'antenne 9 d'émission et de la distribution de champ de radiations à cet instant. Dans les expressions suivantes, r désigne le rayon normalisé de la surface d'ou- verture de l'antenne 9 d'émission et p et b sont des cons- tantes ; p se réfère à la forme relative de la distribution resserrée et b se réfère à un niveau Et de bord (rapport d'amplitude entre le centre d'ouverture et la partie d'ex- trémité d'ouverture). Dans l'expression (7), le niveau Et de bord est définie comme une valeur vraie. b + (1 - r2)p Ea = b + 1 (6) E# b ##### (7) 1 - E# Dans les fig. 5 (a) 5 (b), constante p dans l'expression (6) est égale à 2 et la constante b est donnée en réponse au niveau E# de bord. Dans le fig. 5 (b), peut voir que le niveau E# de bord de la distribution d'amplitude d'ouverture est diminué, de sorte que la largeur de faisceau du faisceau principal est augmentée et que le niveau de lobe latéral est diminué. Le rendement de réception de puissance du système spatial de génération photovoltaïque selon le mode de réali- sation n 2 va être examiné maintenant. Les fig. 6(a) et 6 (b) représentent les caractéristiques de la distribution de champ de radiations et le rendement de réception de puis- sance pour un réseau d'antennes formé par un groupe 3 de sa- tellites de génération de puissance quand la distribution resserrée représentée à la fig. 5 est la distribution d'amplitude du champ de radiation sur la surface d'ouverture de l'antenne 9 d'émission. Les fig. 6(a) et 6 (b) que la longueur d'onde X d'une onde hyperfréquence 10 est de 52 mm (fréquence 5,8 GHz), que les satellites 4 de génération de puissance sont disposés en carré ou de manière à former des carrés avec un espacement de 300 m, que le diamètre d'ouverture de l'antenne 9 d'émission montée sur chacun des satellites 4 de génération de puissance est de 200 m, que le nombre N de satellites de génération de puissance est 25 (5 x 5), que tous les satellites de génération de puissance émettent avec la même amplitude de phase (autrement dit, la distribution d'excitation du réseau d'antennes formé par le groupe 3 de satellites de génération de puissance est uniforme), et que la distance d entre l'antenne 9 d'émission et une antenne 12 de réception peut être supposée être une région de Fraunhofer. Dans les fig. 6 (a) 6(b), on peut voir que le ren- dement de réception de puissance varie en fonction du niveau de bord quand la distribution d'amplitude du champ de radiation sur la surface d'ouverture de l'antenne 9 d'émission est la distribution resserrée et que le rendement de réception de puissance à l'angle de décalage correspondant à la zone s'étendant du premier lobe secondaire de la distribution de champ de radiations au deuxième lobe secondaire atteint son maximum quand le niveau de bord est d'environ - 10 dB et qu'à cet instant, un rendement de réception de puissance de 75 % à 90 % est obtenu. A un angle de décalage dépassant le deuxième lobe secondaire, plus le niveau de bord est faible, plus le rendement de réception de puissance est élevé, et quand le niveau de bord est inférieur à - 10 dB, le rendement de réception de puissance atteint 97 % ou davantage. Ceci supporte presque la comparaison avec le rendement de réception de puissance de l'antenne 9 d'émission quand elle a un diamètre d'ouverture de 1 km, représentée à la fig. 2(b). En conséquence, en donnant à l'antenne 12 de réception un diamètre d'ouverture situé dans la gamme de valeur correspondant au premier lobe secondaire, ou aux lobes suivants, de la distribution de champ de radiations basée sur le réseau d'antennes formé par le groupe 3 de satellites de génération de puissance, le rendement de réception de puissance peut encore être augmenté en comparaison avec celui obtenu quand l'antenne 9 d'émission existe isolément. Ici, la distribution resserrée représentée par l'expression (6) est utilisée, mais une distribution telle qu'une distribution de Gauss, une distribution de Taylor ou une distribution de Tchebyshev peuvent être utilisées. Un système spatial de génération photovoltaïque selon un mode de réalisation n 3 de l'invention va être décrit maintenant en se référant aux dessins joints. La configuration du système spatial de génération photovoltaïque selon le mode de réalisation n 3 est la même que celle du mode de réalisation n 1 décrit précédemment en se référant à la fig. 1, sauf que la puissance électrique émise par chacun des satellites 4 de génération de puissance est modifiée pour avoir une structure en forme de cloche en fonction de la distance depuis la position centrale d'un groupe 3 de satellites de génération de puissance. Le rendement de réception de puissance du système spatial de génération photovoltaïque selon le mode de réalisation n 3 va être examiné maintenant. Les fig. 7(a) et 7 (b) représentent les caractéristiques de la distribution de champ de radiations et le rendement de réception de puissance pour un réseau d'antennes formé par un groupe 3 de satellites de génération de puissance quand la puissance électrique émise depuis chacun des satellites 4 de génération de puissance a une distribution de Gauss en fonction de la distance depuis la position centrale du groupe 3 de satellites de génération de puissance. Les fig. 7(a) et 7(b) supposent que la longueur d'onde d'une onde hyperfréquence 10 est de 52 mm (fréquence 5,8 GHz), que les satellites 4 de génération de puissance sont disposés de manière à former des triangles équilatéraux avec un espacement de 300 m, que la distribution du champ de radiation sur la surface d'ouverture d'une antenne 9 d'émission montée sur chacun des satellites 4 de génération de puissance est uniforme, que le diamètre d'ouverture de l'antenne 9 d'émission est de 200 m, que le nombre N de satellites de génération de puissance est 7, et que la distance d entre l'antenne 9 d'émission et une antenne 12 de réception peut être supposée être une région de Fraunhofer. Dans les fig. 7 (a) et7(b), on peut voir que le ren- dement de réception de puissance varie en fonction du niveau de bord quand la puissance électrique émise depuis chacun des satellites 4 de génération de puissance est modifiée pour avoir une structure en forme de cloche en fonction de la distance depuis la position centrale d'un groupe 3 de satellites de génération de puissance, et que le rendement de réception de puissance à l'angle de décalage passant par le premier point zéro de la distribution de champ de radiations atteint son maximum quand le niveau de bord est d'environ - 10 dB. En conséquence, en donnant à l'antenne 12 de réception un diamètre d'ouverture situé dans la gamme de valeur correspondant au premier point zéro de la distribution de champ de radiations basée sur le réseau d'antennes formé par le groupe 3 de satellites de génération de puissance, le rendement de réception de puissance peut encore être augmenté en comparaison avec celui quand l'antenne 9 d'émission existe isolément. Ici, la distribution de Gauss est utilisée en tant que distribution resserrée, mais une distribution telle qu'une distribution de Taylor ou une distribution de Tchebyshev peuvent être utilisées. Un système spatial de génération photovoltaïque selon un mode de réalisation n 4 de l'invention va être décrit maintenant. La configuration du système spatial de génération photovoltaïque selon le mode de réalisation n 4 est la même que celle du mode de réalisation n 1 décrit précédemment en se référant à la fig. 1, sauf qu'une antenne 9 d'émission est un réseau d'antennes et fonctionne comme un sous-réseau du réseau d'antennes formé par un groupe 3 de satellites de génération de puissance. Un module 7 de commande d'onde hyperfréquence de chacun des satellites 4 de génération de puissance commande la phase excitée dans l'antenne 9 d'émission de manière à fournir une phase commune dans la direction d'une centrale électrique 11 de base en réponse aux positions et aux attitudes des satellites 4 de génération de puissance. A cet instant, quand la direction de ligne de visée (lobe principal) de l'antenne 9 d'émission de chacun des satellites 4 de génération de puissance constituant le groupe 3 de satellites de génération de puissance diffère de la direction de la centrale 11 de base, si la phase excitée de chaque satellite 4 de génération de puissance est commandée de manière à devenir la phase commune dans la direction de la centrale 11 de base, le gain du réseau d'antennes formé par le groupe 3 de satellites de génération de puissance est diminué aussi en réponse à la portion diminuée de gain de chaque antenne 9 d'émission en tant qu'élément du réseau d'antennes formée par le groupe 3 de satellites de génération de puissance dans la direction de la centrale 11 de base, dégradant le rendement de réception de puissance. Alors, dans le mode de réalisation n 4, la direction de ligne de visée, non seulement du réseau d'antennes formé par le groupe 3 de satellites de génération de puissance, mais aussi de l'antenne 9 d'émission mise en oeuvre comme un réseau d'antennes fonctionnant comme un sous-réseau d'antennes, est commandée en réponse à l'attitude de chaque satellite 4 de génération de puissance de manière à être dirigée vers la centrale 11 de base. En conséquence, si les attitudes des satellites 4 de génération de puissance deviennent anormales, la dégradation du rendement de réception de puissance peut être minimisée. Un système spatial de génération photovoltaïque selon un mode de réalisation n 5 de l'invention va être dé- crit maintenant. La configuration du système spatial de génération photovoltaïque selon le mode de réalisation n 5 est la même que celle du mode de réalisation n 1 décrit précédemment en se référant à la fig. 1, sauf qu'une antenne 9 d'émission est une antenne à réflecteur en réseau ou à balayage. La fig. 8 représente la configuration de l'antenne à réflecteur en réseau. Le numéro 9 désigne l'antenne d'émission, qui est la même que celle de la fig. 1. Le numéro 18 désigne un miroir réfléchissant parabolique, le numéro 19 désigne un foyer du miroir réfléchissant parabolique 18, le numéro 20 désigne un réseau de radiateurs ou d'éléments rayonnants primaires, le numéro 21 désigne chacun un des éléments du radiateur primaire constituant le réseau 20 de radiateurs primaires, et le numéro 22 désigne un foyer à l'instant de balayage de faisceau. A la fig. 8, le réseau 20 de radiateurs primaires est un réseau d'antennes ayant les éléments 21 de radiateur primaire comme antennes élémentaires ; habituellement, une distribution de phase est données de manière à exciter la surface d'onde en forme d'une sphère ayant pour centre le foyer 19 du miroir réfléchissant parabolique 18. A cet instant, une onde hyperfréquence rayonnée depuis le réseau 20 de radiateurs primaires est formée comme une onde plane au moyen du miroir réfléchissant parabolique 18 et se propage dans la direction de l'axe du miroir. Pour changer la direction du faisceau rayonné depuis le miroir réfléchissant parabolique 18, la phase d'excitation du réseau 20 de radiateurs primaires est réglée comme si une onde sphérique était rayonnée depuis la position correspondante de foyer. Un balayage de faisceau peut être réalisé en utilisant le miroir réfléchissant formé de sources de puissance en réseau. En conséquence, comme on l'a décrit dans le mode de réalisation n 4 de l'invention, si les attitudes des satellites 4 de génération de puissance deviennent anormales, la dégradation du rendement de réception de puissance peut être minimisée en commandant la direction de ligne de visée de chaque antenne 9 d'émission. L'antenne 9 d'émission est une antenne à réflecteur en réseau ou à balayage, dans laquelle le nomb re d'éléments pour commander la phase d'amplitude d'excitation est déterminé par la surface du réseau de radiateurs primaires plutôt que par la surface d'ouverture du miroir réfléchissant parabolique 18, et peut donc être diminué. Dans le mode de réalisation n 5, l'antenne à réflecteur en réseau ou à balayage ayant seulement un miroir réfléchissant parabolique comme miroir réfléchissant est prise comme exemple de l'antenne à réflecteur ou à balayage, mais une antenne à réflecteur ou à balayage ayant une pluralité de miroirs réfléchissants paraboliques peut être adoptée. Comme décrit ci-dessus, selon la première caractéristique de l'invention, il est créé un système spatial de génération photovoltaïque ayant une pluralité de satellites de génération de puissance comportant chacun un module de conversion photoélectrique pour convertir la lumière solaire en énergie électrique, un module de conversion de fréquence d'émission pour effectuer une conversion de fréquence en une onde hyperfréquence de l'énergie électrique fournie par le module de conversion photoélectrique, un module de commande d'onde hyperfréquence pour commander au moins l'une parmi l'amplitude et la phase de la sortie hyperfréquence du module de conversion de fréquence d'émission, et une antenne d'émission pour rayonner l'onde hyperfréquence, et une centrale électrique de base ayant une antenne de réception pour recevoir l'onde hyperfréquence rayonnée par les satellites de génération de puissance et un module de conversion de fréquence de réception pour effectuer une conversion de fréquence de l'onde hyperfréquence reçue à l'antenne de réception en une puissance électrique à usage industriel, en courant continu ou à basse fréquence, dans lequel la pluralité de satellites de génération de puissance sont placés dans l'espace pour former un groupe de satellites de généra- tion de puissance et un premier réseau d'antennes ayant les antennes d'émission des satellites de génération de puissance dans le groupe de satellites de génération de puissance comme antennes élémentaires est formée. Ainsi, le système spatial de génération photovoltaïque a l'avantage que, en plaçant le diamètre d'ouverture de l'antenne de réception dans la gamme de grandeur correspondant au lobe principal de la distribution de champ de radiations basée sur le réseau d'antennes formé par le groupe de satellites de génération de puissance, une puissance électrique peut être transmise par le groupe de satellites de génération de puissance à la centrale de base sans diminuer sensiblement le rendement de réception de puissance en comparaison avec le cas où l'antenne d'émission qui présente la même surface d'ouverture que l'ensemble du réseau d'antennes formé par le groupe de satellites de génération de puissance existe isolément. En plaçant le diamètre d'ouverture de l'antenne de réception dans la gamme de grandeur correspondant au premier lobe secondaire de la distribution de champ de radiations quand les antennes d'émission sont mises en réseau, le rendement de réception de puissance peut être augmenté en comparaison avec celui quand l'antenne d'émission existe isolément. Si le nombre de satellites de génération de puissance change, un rendement de réception de puissance équivalant à celui de l'antenne unique d'émission qui a la même surface d'ouverture que la totalité du réseau d'antennes formé par le groupe de satellites de génération de puissance est obtenu, de sorte que pendant que des satellites de génération de puissance sont ajoutés successivement, la puissance électrique produite et le rendement de réception de puissance du système spatial de génération photovoltaïque peuvent être augmentés. L'antenne d'émission du satellite de génération de puissance peut être rendue plus petite que l'antenne unique d'émission qui a la même surface d'ouverture que la totalité du réseau d'antennes formé par le groupe de satellites de génération de puissance, de sorte que la charge lors du lancement avec une fusée, etc., peut être diminuée. Selon la deuxième caractéristique de l'invention, il est créé un système spatial de génération photovoltaïque selon la première caractéristique, dans lequel la distribution d'amplitude du champ de radiation sur la surface d'ouverture de l'antenne d'émission présente une distribution resserrée ou en forme de cloche. Ainsi, le système spatial de génération photovoltaïque a l'avantage que quand on place le diamètre d'ouverture de l'antenne de réception dans la gamme de valeurs correspondant au premier lobe secondaire ou à un lobe ultérieur de la distribution de champ de radiations du réseau d'antennes formé par le groupe de satellites de génération de puissance, le rendement de réception de puissance peut encore être accru en comparaison avec celui obtenu quand l'antenne d'émission est unique. Selon la troisième caractéristique de l'invention, il est créé un système spatial de génération photovoltaïque selon l'une quelconque des première et deuxième caractéristiques, dans lequel la puissance électrique émise par chacun des satellites de génération de puissance est modifiée en suivant une courbe en forme de cloche en fonction de la distance depuis une position centrale du groupe de satellites de génération de puissance. Ainsi, le système spatial de génération photovoltaïque a l'avantage qu'en basant le diamètre d'ouverture de l'antenne de réception sur la valeur correspondant au premier point zéro de la distribution de champ de radiations du réseau d'antennes formé par le groupe 3 de satellites de génération de puissance, le rendement de réception de puissance peut encore être accru en comparaison avec celui quand l'antenne 9 d'émission est unique. Selon la quatrième caractéristique de l'invention, il est créé un système spatial de génération photovoltaïque selon l'une quelconque des première à troisième caractéristiques, dans lequel l'antenne d'émission du satellite de génération de puissance est un deuxième réseau d'antennes. Ainsi, le système spatial de génération photovoltaïque a l'avantage que si les attitudes des satellites 4 de génération de puissance sont anormales, la dégradation du rendement de réception de puissance peut être minimisée. Selon la cinquième caractéristique de l'invention, il est créé un système spatial de génération photovoltaïque selon l'une quelconque des première à troisième caractéristiques, dans lequel l'antenne d'émission du satellite de génération de puissance est une antenne à réflecteur ou à balayage. Ainsi, le système spatial de génération photovoltaïque a l'avantage que si les attitudes des satellites 4 de génération de puissance sont anormales, la dégradation du rendement de réception de puissance peut être minimisée, et que le nombre d'éléments contenus dans l'antenne 9 d'émission peut être diminué. REVENDICATIONS 1. Système spatial de génération photovoltaïque comprenant : une pluralité de satellites (4) de génération de puissance ayant chacun : un module (5) de conversion photoélectrique pour convertir la lumière solaire (2) en énergie électrique ; un module (6) de conversion de fréquence d'émis- sion pour effectuer une conversion de fréquence en une onde hyperfréquence (10) de l'énergie électrique fournie par le module de conversion photoélectrique ; un module (7) de commande d'onde hyperfréquence pour commander au moins l'une parmi l'amp litude et la phase de la sortie hyperfréquence du module (6) de con- version de fréquence d'émission ; et une antenne (9) d'émission pour rayonner l'onde hyperfréquence, et une centrale électrique (11) de base ayant : une antenne (12) de réception pour recevoir l'onde hyperfréquence rayonnée par les satellites (4) de génération de puissance ; et un module (13) de conversion de fréquence de ré- ception pour effectuer une conversion de fréquence de l'onde hyperfréquence (10) reçue à l'antenne (12) de ré- ception en une puissance électrique à usage industriel, soit en courant continu, soit à basse fréquence, caractérisé en ce que la pluralité des satellites (4) de génération de puissance sont placés dans l'espace pour former un groupe (3) de satellites de génération de puissance ; et en ce qu'un premier réseau d'antennes est formé avec comme antennes élémentaires les antennes (9) d'émission des satellites (4) de génération de puissance du groupe (3) de satellites de génération de puissance. 2. Système spatial de génération photovoltaïque selon la revendication 1, caractérisé en ce que la distribution d'amplitude du champ de radiation sur la surface d'ouverture de l'antenne (9) d'émission présente une distribution en forme de cloche. 3. Système spatial de génération photovoltaïque selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la puissance électrique émise par chacun des satellites (4) de génération de puissance est modifiée suivant une courbe en forme de cloche en fonction de la distance depuis une position centrale du groupe (3) de satellites de génération de puissance. 4. Système spatial de génération photovoltaïque selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'antenne (9) d'émission du satellite (4) de génération de puissance est formée d'un deuxième réseau d'antennes. 5. Système spatial de génération photovoltaïque selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'antenne (9) d'émission du satellite (4) de génération de puissance est une antenne à réflecteur ou à balayage.