Découvrer L'avenir de l'énergie solaire.

Rédigé par Franck. Posté dans Solaire led, Ecologie, Economie, Innovation

panneau solaire sur toiture

Les nouvelles technologies dans l'énergie solaire.

Cet article vous permettra de suivre l'évolution de la technologie dans le domaine de l'énergie solaire et de la production d'énergie qu'on peut en obtenir selon les différents procédés recensés.

L'avenir du solaire thermique.

Les premiers modèles utilisaient les rayons concentrés pour chauffer de l'eau, et utilisaient la vapeur produite pour alimenter une turbine. De nouveaux modèles utilisant du sodium liquide ont été testés, et des systèmes utilisant des sels fondus (40 % de nitrate de potassium et 60 % de nitrate de sodium) comme fluides sont maintenant en fonctionnement. Ces fluides ont une capacité calorifique élevée, qui peut être utilisé pour stocker l'énergie, avant de l'utiliser pour faire bouillir l'eau afin d'actionner des turbines. Ces conceptions permettent de générer de la puissance lorsque le soleil ne brille pas.

La tour solaire dans un trou de mine à ciel ouvert[10] combine le concept de la tour solaire et de la mine à ciel ouvert désaffectée. Les centrales à tours solaires traditionnelles sont limitées en taille par la hauteur de la tour; les héliostats proches étant dans la ligne de mire (vers le récepteur) des héliostats plus éloignés. L'utilisation de la mine à ciel en "gradins" permet de surmonter cette contrainte.

Comme les tours solaires utilisent couramment de la vapeur d'eau pour actionner les turbines, et que l'eau a tendance à être rare dans les régions à les radiations solaires sont élevées, un autre avantage de fosses à ciel ouvert, c'est qu'elles ont tendance à recueillir l'eau, ayant été creusée sous la nappe phréatique. Ce type de tour solaire en fond de puits de mine utiliserait de la vapeur à basse température dans un système de cogénération. Un troisième avantage est de réhabiliter une mine à ciel, tout en réutilisant les infrastructures minières telles que les routes, les bâtiments et les installations électriques.

La production d'électricité via l'énergie solaire thermique est réservée aux applications industrielles car elle nécessite de concentrer très intensément le rayonnement solaire via des mirroir parabolique afin de produire de la chaleur dont la finalité sera la production de vapeur. La vapeur va ensuite alimenter une turbine qui sera immédiatement utilisée pour la production d'électricité au même titre que la majorité des autres types de production d'électricité.

On distingue principalement 2 types d'utilisation en rayonnement concentré.

  • Le collecteur solaire thermique de forme cylindro-parabolique qui va chauffer un tube transportant un liquide caloporteur en général de l'huile de synthèse.
  • Le miroir dirigé également appelé héliostat qui va alimenter une centrale solaire concentrant tout les faisceaux vers un seul point concentré. Voir notre article sur

La centrale solaire américaine Solar 2 présente la caractéristique de pouvoir encore fonctionner 3 heures une fois que le soleil n'est plus là. Le stockage de l'énergie est fait non pas à la sortie du générateur sous forme électrochimique dans des batteries, mais à l'entrée du générateur sous forme de chaleur (560 degrés Celsius) dans des cuves de sels fondus[1], ce qui permet à la centrale de continuer à fonctionner en l'absence de soleil. Cette technique est reprise dans la centrale Solar 3 en construction à Alméria en Espagne, mais cette fois l'autonomie sans soleil va passer à 16 heures, ce qui lui permettra de fonctionner nuit et jour lors des périodes de fort ensoleillement. Ce type d'installation est destiné aux régions à fort ensoleillement comme la Californie ou le sud de l'Espagne.

L'avenir du solaire photovoltaique.

Les cellules monocristallines sont passées de 300 microns d'épaisseur à 200 et on pense maintenant atteindre rapidement les 180 puis 150 microns, diminuant la quantité de silicium et d'énergie nécessaire, mais aussi les prix. Sur le long terme, les prix du charbon, du gaz naturel et du pétrole augmentent avec l'épuisement de la ressource. Le solaire apporte une source inépuisable d'énergie et la commission européenne pour les énergies renouvelables prévoit que l'énergie solaire représentera une proportion de 20 % dans les énergies renouvelables, celles-ci devant apporter 20 % de l'énergie en 2020 et 50 % en 2040. Les systèmes de production d'énergie solaire ont un coût proportionnel quasi nul : il n'y a pas de combustible, seulement des frais (entretien, gardiennage, réparation ...) qui dépendent très peu de la production. Il faut cependant tenir compte des coûts d'investissement, beaucoup plus élevés que pour les techniques fossiles ou les autres renouvelables (éolien, hydraulique, ...). L'usage de capteurs thermiques permet de produire de l'eau chaude sanitaire à faible coût. Une fois l'installation réalisée, l'entretien est très peu coûteux et permet de faire des économies substantielles de combustible fossile ou d'électricité. En revanche, pour la production d'électricité, le coût de l'installation est important (pour le solaire thermodynamique) ou très élevé (pour le photovoltaïque), et ces techniques ne sont pas encore matures pour une généralisation. De nombreux pays ont donc mis en place des systèmes d'incitation financière (sous forme de détaxation, de subventions, ou de tarifs avantageux pour le rachat de l'énergie produite). L'usage de système de production d'énergie solaire se justifie aussi dans les situations où il est très coûteux de transporter des combustibles (fossiles) ou de procéder à un raccordement au réseau électrique, comme pour des appareils isolés (balises marines, horodateurs), ou dans des zones isolées ou peu peuplées. En France, l'électrification de nombreux refuges en montagne et de villages isolés (en Guyane) a été réalisée par des modules photovoltaïques, parfois couplé à un groupe électrogène d'appoint. En dépit de sa profusion, et à cause de ses coûts d'investissements lourds, l’énergie solaire est aujourd’hui une énergie peu compétitive, sauf situations particulières, et qui ne se développe que grâce aux aides d'état. Toutefois, un nombre croissant d'acteurs estiment qu'il serait imprudent d'attendre les effets du pic de production du pétrole sur le prix (économique et politique) des énergies fossiles, ou ceux des éventuels changements climatiques dus à leur combustion (effet de serre) ; Quand ces phénomènes se manifesteront, il sera trop tard pour réagir, ce qui justifie un soutien des états à cette technique qui a un grand potentiel de réduction de prix, passant notamment par une augmentation de la production.
Conclusion, le solaire possède certainement le plus beau potentiel des énergies.
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