Bonjour nous sommes le
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Liste des noms des
SOMMAIRE
2) Les conditions d’utilisations E. Les inconvénients et avantages II. Les panneaux photovoltaïques. 2) La cellule photovoltaïque en chiffre F. Les deux types d’installation électrique 2) Installation connectée au réseau J. Le futur de l’énergie solaire
Le soleil, l’eau, le vent, le bois et les autres produits végétaux sont autant de ressources naturelles capables de générer de l’énergie grâce aux technologies développées par l’Hommes. Leur relatif faible impact sur l’environnement en fait des énergies d’avenir face au problème de la gestion des déchets du nucléaire et aux émissions de gaz à effet de serre. Les énergies renouvelables représentent par ailleurs une chance pour plus de 2 milliards de personnes isolées d’accéder enfin à l’électricité. Ces atouts, alliés à des technologies de plus en plus performantes, favorisent le développement des énergies renouvelables mais de manière encore très inégale selon le type de ressources considérées. La consommation d’énergie ne cessant d’augmenter, il semble néanmoins peu probable que les énergies renouvelables remplacent les autres ressources énergétiques dans un avenir proche.
Les sources d’énergies : production européenne en 1998
Légende :
Il existe de nombreux types d'éoliennes dus à la diversité des demandes. En effet, elles peuvent être utilisées par des particuliers, dans ce cas se sont de petites éoliennes domestiques isolées ou bien elles sont reliées au réseau électrique du pays, il s'agit donc de grandes éoliennes formant une centrale d'aérogénérateurs. L'éolienne est un moyen de production d'énergie écologique (elle fait partie des énergies renouvelables) mais sa place dans la production mondiale et surtout française est encore très faible (inférieur a 1%). Mais la progression des technologies ouvre de nouvelles perspectives.
Il y a bien longtemps que les hommes ont imaginé des solutions pour exploiter le vent. Dès le Vè siècle avant Jésus-Christ, des traces de l’utilisation de moulins sont repérées en Egypte et en Asie. Le principe de base, transformer l’énergie éolienne en énergie mécanique, servait à l’époque à moudre du grain ou pomper de l’eau et est aujourd’hui utilisé pour produire de l’électricité. C’est à partir du VIIè siècle qu’apparaissent en
Europe les premiers moulins à vents.
environ 3 % de la consommation électrique danoise d'alors. installations atteint, voire dépasse le Mégawatt.
tr/mn). Cet aérogénérateur a fonctionné pendant 5 ans. Ces prototypes ont été
abandonnés, parfois avant leur mise au point définitive. développement varient au gré du prix du baril de pétrole... Toutefois, depuis les deux chocs
pétroliers de 1973 et 1978, l’énergie éolienne s’est affirmée. Canada, Danemark,
Grande-Bretagne, Hollande, Allemagne en particulier ont relancé la recherche et
créé les conditions propices au développement de la filière éolienne.
Les éoliennes de Poul la Cour
Le schéma d’une éolienne
La nacelle La nacelle contient les principaux composants d'une éolienne, entre autre le multiplicateur et la génératrice. Le personnel de service peut gagner la nacelle par la tour de l'éolienne.
Une nacelle Intérieur d’une nacelle
La tour La tour d’une éolienne supporte la nacelle et le rotor. En général, il est préférable d’avoir une tour haute, étant donné que la vitesse du vent augmente plus on s’éloigne du sol. La tour d’une éolienne de 1000 kW mesure entre 50 et 80 mètres de haut, ce qui correspond à la hauteur d’un immeuble de 17 à27 étages. Les tours peuvent être soit tubulaires, soit en treillis. Les tours tubulaires sont plus sûres pour le personnel qui doit entretenir les éoliennes étant donné qu’il est possible de gagner la nacelle par une échelle à l’intérieur de la tour. L’atout principal des tours en treillis est qu’elles sont moins chères.
tour tubulaire intérieur d’une tour en treillis tour tubulaire
Les pales Les pales du rotor captent le vent et transfèrent sa puissance au moyeu du rotor. Chaque pale d’une éolienne de 1000kW mesure environ 27m de long, et sa conception ressemble beaucoup à celle des ailes d’un avion. La plupart des pales modernes des grandes éoliennes sont fabriquées en plastique (polyester ou époxy) renforcé par des fibres de verre (en anglais, appelé aussi GRP - glass fibre reinforced plastics).
Les pales en cour d’installation. Le rotor Le rotor est composé, généralement, de 3 pales à inclinaison variable et d'autre part le collecteur/moyeu qui supporte les pales sur l'arbre. Les pales ressemblent à des ailes de planeur. Elles mesurent entre 20 et 40 mètres de long. Quand le vent les frappe, elles tournent lentement mais dégagent beaucoup de force.
Le moyeu avec pales le moyeu seul
L’arbre principalC’est sur ce gros bras qu’est fixé le rotor d’un côté et le multiplicateur de l'autre. Quand le vent fait tourner le rotor, cet arbre tourne également et entraîne tous les autres éléments du mécanisme. Il transmet ainsi toute la force du vent.
L’arbre principal Le multiplicateurLe multiplicateur multiplie la vitesse. Le rotor tourne lentement quand le vent souffle mais transmet beaucoup de force, un peu comme un géant. La mission du multiplicateur est d’accélérer le mouvement et de convertir cette force en vitesse. Car pour créer de l’électricité, il faut que le mécanisme tourne très vite. Le multiplicateur fonctionne un peu comme le pédalier d’un vélo. Quand on roule sur du plat, on pédale lentement mais en appuyant fort. Et la roue du vélo tourne plus vite que le mouvement des jambes. De même quand le rotor fait 22 tours en une minute, le petit bras situé à la sortie du multiplicateur fait lui 1 500 tours en une minute! Ce dernier s’appelle le petit bras car son diamètre est plus petit pour permettre une multiplication, plus le diamètre est petit plus le coefficient de multiplication est grand.
multiplicateur ouvert pignons du multiplicateur La génératriceLa génératrice fonctionne comme la dynamo d’un vélo : elle crée de l’électricité quand elle tourne. Elle est reliée au multiplicateur qui transmet la force du rotor. La génératrice (ou l'alternateur) est généralement asynchrone. La puissance électrique maximale d'une éolienne moderne se situe normalement entre 600 et 3000 kW.
Disque de freinage : Il est déclenché à un seuil prédéterminé par un détecteur de vitesse de vent (anémomètre). Ce dispositif permet l'arrêt total de l'éolienne et pas seulement son ralentissement, ce qui assure la sécurité. Le frein est relâché lorsque le vent baisse d'intensité. Le dispositif peut aussi être déclenché lorsqu'il y a un problème sur le réseau.
frein à disque
Le système de commandeLe système de commande, c'est le cerveau de l’éolienne. Il comporte un ordinateur qui surveille en permanence l’état de l’éolienne tout en contrôlant le dispositif d’orientation. En cas de défaillance (ex : surchauffe du multiplicateur ou de la génératrice), le système arrête automatiquement l’éolienne et le signale à l’ordinateur de l’opérateur de l’éolienne via un modem téléphonique.
le système de commande Système d’orientation L’éolienne doit toujours être face au vent pour produire un maximum d’électricité. C’est le rôle de ce petit moteur qui entraîne une grande roue crantée appelée « couronne ». Ce dispositif d’orientation est opéré par le système contrôle-commande qui enregistre la direction du vent grâce aux signaux émis par la girouette. Elle ne pivote que de quelques degrés à la fois, lorsque le vent change de direction.
le système d’orientation schéma cinématique
L’anémomètreL'anémomètre mesure la vitesse du vent et transmet ses informations au système de commande. L’ordinateur sait alors si le vent souffle suffisamment pour mettre en route l’éolienne ou si, au contraire, il faut la stopper parce qu’il souffle trop fort.
anémomètre
La girouette Comme sur le toit des maisons, la girouette indique la direction du vent. Ainsi, le système de commande peut orienter l’éolienne face au vent. C’est dans cette position qu’elle fonctionne le mieux.
girouette
Le transformateur Cet appareil transforme l’électricité produite par l’éolienne, qui est de l’électricité brute. Il faut en quelque sorte la filtrer et la stabiliser pour qu’elle puisse ensuite être distribuée aux habitants d’une ville ou d’un village.
photo d’un transformateur schéma de principe d’un transformateur
2) Les conditions d’utilisations
Pour implanter des parcs éoliens il préférable d’avoir assez de vent. Comme nous le constatons sur la carte il est préférable d’implanter des parcs éoliens dans les régions en violet. Par contre dans les régions en bleu, cela est déconseillé car en moyenne le vent ne souffle pas assez fort.
L’éolienne en mouvement Plus le vent souffle, plus l’éolienne tourne fort, plus elle produit de l’électricité. C’est vrai mais jusqu’à une certaine limite. Voici différentes vitesses de vent pour observer l’éolienne en mouvement.
Un vent de 4 mètres par seconde Quand le vent atteint la vitesse de 4 mètres par seconde, l’éolienne peut fonctionner. L’ordinateur fait alors pivoter la tête de l’éolienne pour qu’elle se trouve face au vent. C’est ainsi qu’elle fonctionne le mieux. À une vitesse inférieure, le vent ne souffle pas assez pour produire de l’électricité, et l’éolienne reste bloquée. 4 mètres par seconde, c’est un petit vent léger. À cette vitesse, cette éolienne fournit déjà 33 kilowattheures. De quoi alimenter 22 fers à repasser ou allumer 330 ampoules de 100 watts pendant une heure.
Un vent de 10 mètres par seconde Un vent de 10 mètres par seconde est déjà un vent assez soutenu. À cette vitesse, l’éolienne produit 670 kilowattheures. De quoi alimenter 445 fers à repasser ou 6 700 ampoules de 100 watts pendant une heure. Un vent de 15 mètres par secondeCette éolienne produit son maximum d’électricité avec un vent de 15 mètres par seconde. Ça souffle fort ! À cette vitesse 43 tonnes d’air traversent chaque seconde l'éolienne. C’est l’équivalent de 2 gros camions chargés. Imaginez la puissance. L’éolienne produit alors 989 kilowattheures. De quoi alimenter 650 fers à repasser ou 9 890 ampoules de 100 watts pendant une heure.
Au-delà de 15 mètres par secondeAu-delà de 15 mètres par seconde, la production n’augmente pas pour éviter une surcharge électrique de l’éolienne.
Un vent de 25 mètres par secondeQuand le vent parcourt 25 mètres en une seconde, c’est la tempête. L’ordinateur stoppe l’éolienne pour éviter qu’elle ne casse !
Puissance fournie en fonction de la vitesse du vent
Une éolienne est constituée d'un mât en haut duquel se situe une nacelle. Dans cette nacelle se trouvent les principaux dispositifs de production d'énergie. Tout d'abord l'énergie cinétique du vent est transformée en énergie mécanique due à un mouvement de rotation du rotor. Celui-ci est entraîné par le moyeu qui supporte les pâles. La rotation du rotor est transmise à la boîte de vitesses par l'intermédiaire de l'arbre. La boîte de vitesses permet d'adapter la vitesse de rotation à celle du générateur. De la boîte de vitesses sort un second arbre qui transfère le mouvement au générateur. Ce dernier a pour rôle de transformer l'énergie mécanique en énergie électrique généralement alternative.
Diagramme Pieuvre :
FP1 : Transformer l’énergie éolienne en énergie électrique. FC1 : Adapter l’éolienne à la vitesse de vent. FC2 : Maire des formes d’éolienne qui ne perturbe pas l’aspect de la nature. FC3 : Maintenir l’éolienne en parfait état de marche. FC4 : Fabriquer une éolienne qui puisse fournir assez d’énergie électrique. FC5 : Fabriquer des éoliennes qui puissant résister au tempête.
Chaîne d’énergie :
 
Analyse globale du système :
Les prix pour une éolienne Il faut se méfier, le coût de la turbine éolienne seule n'est qu'une partie de l'investissement total qu'il faut consentir. Plus le branchement est complexe, plus l'installation coûte cher. Voici des prix indicatifs pour des installations complètes :
Coûts et rentabilité Dans la plupart des pays développés, où le réseau électrique est bien implanté, la production par une petite éolienne n'est pas rentable. Par contre, dans les régions isolées, lorsqu'on se refuse à installer un groupe électrogène et que le site est bien exposé aux vents (moyenne annuelle de plus de 5 m/s), l'énergie éolienne devient alors plus intéressante. L'investissement ne doit pas être analysé simplement à partir du coût d'achat d'une éolienne, mais aussi en tenant compte des frais d'installation. Quant à l'entretien, il est indispensable, bien que les éoliennes plus modernes présentent des dispositifs scellés et autolubrifiants. La durée de vie d'une petite éolienne est variable et il s'agit d'une considération un peu théorique si le dispositif porteur (mât, haubans, etc.) ne résiste pas, lui, au premier coup de vent de 130 km/h. En général, de la part de fabricants sérieux, on considère qu'une bonne éolienne de série peut atteindre 15 ans de service, bien que ses pales aient pu être changées pendant cette période.
E. Les inconvénients et avantages
La production d'énergie a lieu en fonction du vent et non de la demande. Dans le cas d'installations particulières, il est donc nécessaire de recourir au stockage ou bien de doubler l'installation par un groupe électrogène Diesel, ce qui augmente le coût. Dans le cas d'un couplage au réseau, les éoliennes ne pourront représenter qu'un pourcentage réduit des centrales car ce sont celles-ci qui assurent la stabilité de la fréquence.
Outre les nombreux avantages qu'elle partage avec les autres sources renouvelables d'énergie, l'exploitation de l'énergie du vent présente une série d'avantages propres.
Le bruit
Contrairement à une idée parfois répandue, une éolienne moderne ne produit pas plus de bruit que le vent dans un grand pylône électrique. Les petites éoliennes, qui tournent vite, sont un peu plus bruyantes, mais ceci est surtout perceptible parce qu'on cherche à les placer près des maisons. C'est en Europe, où la densité de population est forte, qu'est née cette préoccupation. Les fabricants ont maintenant considérablement réduit cette nuisance potentielle en améliorant l'aérodynamisme et en trouvant des moyens pour réduire le bruit des engrenages dans la nacelle.
Niveau sonore lors de l’installation d’une éolienne
Chaque carré mesure 43 m sur 43 m, ce qui correspond au diamètre d'un rotor typique d'une éolienne de 600 kW. Les carrés en rouge brillant marquent la zone où l'intensité sonore est la plus élevée, c’est à dire au-dessus de 55 dB(A). Les carrés marqués d'un trait désignent la zone affichant un niveau sonore au-dessus de 45 dB(A) où l'on préfère normalement éviter la construction d'habitations. Comme vous pouvez le voir, la zone affectée par les émissions sonores de l'éolienne s'étend seulement à quelques rares diamètres du rotor.
Impact visuel C’est la critique la plus fréquemment rencontrée. Il est vrai qu’avec ses 60 mètres de haut, une éolienne est facilement visible, d’autant plus que les parcs se situent en général sur des crêtes ou des sommets de colline, pour mieux profiter de la force du vent. La couleur blanche peut apparaître comme un choix peu judicieux mais c’est cependant celle qui se remarque le moins lorsque les éoliennes sont vues en contre-plongée avec le ciel à l’arrière plan. Impossible à éliminer, l’impact visuel peut cependant être minimisé par des efforts de design des éoliennes et par le respect de certaines règles comme l’enfouissement des lignes à haute tension et l’utilisation de tour tubulaire plutôt qu’en treillis (type pylône électrique à haute tension). Les efforts doivent aboutir à une harmonisation visuelle pour favoriser l’acceptation du public.
II. Les panneaux photovoltaïques.
Le soleil est la source d’énergie disponible la plus abondante. Malgré les 150 millions de kilomètres qui nous séparent, la part qui atteint la Terre est 10 000 fois supérieure à la consommation mondiale d’énergie. L’énergie solaire représente 0.04% de l’énergie renouvelable mondiale. Celle ci étant la moins utilisée malgré un taux d’accroissement de 5% dans le monde. Elle peut être captée de deux manières différentes : en utilisant directement sa chaleur pour chauffer les maisons individuelles ou en canalisant les rayons lumineux sur des cellules photoélectriques. Elle est ainsi utilisée pour alimenter les satellites et les stations orbitales dans l’espace car elle est la seule disponible en quantité suffisante. Cette technologie est à la fois simple, fiable et sans danger : elle ne requiert ni pièce mobile ni combustible, elle est silencieuse et elle produit de l’électricité sans polluer. L’énergie solaire photovoltaïque est la seule source d’électricité que l’on peut produire en milieu urbain, là où la demande est la plus forte.
Que signifie photovoltaïque ? Photovoltaïque provient du grec "photo" qui signifie lumière et de "volta" qui provient du nom d'un célèbre physicien italien Alessandro Volta qui a contribué à la découverte de l'électricité. Le photovoltaïque est la transformation d'une partie de l'énergie lumineuse en énergie électrique.
L’énergie solaire est à l’origine du cycle de l’eau et du cycle des saisons. Elle est donc à l’origine de richesses énergétiques tels que le charbon, le pétrole et le gaz. L’énergie solaire est utilisée depuis de nombreux siècles, de façon plus ou moins directe pour, par exemple, chauffer.
Depuis l’Antiquité, les hommes tentent d’exploiter l’énergie solaire pour des usages exclusivement matériels, tel que le chauffage. C’est aussi à cette époque que jaillit l’idée d’une conversion de l’énergie solaire en énergie de pompage. On retrouve cette idée dans les travaux d’Euclide, d’Archimède mais aussi de Héron d’Alexandrie. Le développement de ces techniques va se dérouler du Moyen age jusqu'à la Renaissance avec l’ajout du verre dans la réalisation de certaines constructions ou bien encore l’étude des miroirs ardents ainsi que la construction des pompes solaires par Salomon de Caus.
L'effet photovoltaïque a été découvert en 1839 par Alexandre Edmond Becquerel, qui s'est posé la question de savoir pourquoi certains matériaux faisaient des étincelles lorsqu'ils étaient exposés à la lumière. Il a donc démontré qu'il s'agissait d'une conversion directe de la lumière en énergie électrique. A cette époque, les appareils électriques n’existaient pas encore donc il n’y avaient pas d’utilisation pratique de cette découverte.
En 1905, Albert Einstein a écrit que la lumière pouvait entrer à l'intérieur des atomes, et que la collision entre les photons et les atomes pouvait faire sortir des électrons de leurs orbites et permettre la création d'un courant électrique.
Il faut attendre le XXème siècle pour voir se développer aux États-Unis une série de travaux et de réalisations se rapportant à l'énergie solaire. Les laboratoires de Bell Téléphone (États-Unis) vont en 1954 mettre au point la première cellule photovoltaïque de rendement acceptable (environ 6%), ce rendement sera par la suite augmenté grâce à la découverte que la photosensibilité du silicium pouvait être augmentée en ajoutant des impuretés et atteindra, au début des années 1960, 15%.
Lors de la course vers l’espace, les photopiles ont fait un progrès intéressant. En effet les photopiles sont une solution idéale pour combler les besoins en électricité des satellites.
Au début des années 90, la prise de conscience des limites de l'électrification rurale conventionnelle (le réseau câblé), oblige les marchés du photovoltaïque à s'ouvrir afin d'atteindre les campagnes de façon plus rentable
À l’aube du 21ème siècle, les deux segments de marchés qui représentent le potentiel le plus important sont: - la connexion au réseau (France et DOM TOM) - le pompage et l’adduction d’eau dans les pays en voie de développement.
En ce qui concerne l’Europe, l’énergie solaire n’est pas en reste : 6 centrales de plus de 300KW sont en fonctionnement. La plus grandes de ces centrales, 3MW, se trouve en Italie à Delphos. La notion de « centrale » est cependant contestée pour l’énergie solaire.
La cellule photovoltaïque est l'élément de base des panneaux solaires. Elle permet
de produire de l'électricité à partir de l'énergie solaire, en utilisant l'effet
photovoltaïque. L'effet photovoltaïque implique la production et le transport de charges négatives et positives sous l'effet de la lumière dans un matériau semi-conducteur : lorsque les photons heurtent la surface de ce matériau, ils transfèrent leur énergie aux électrons. Ceux-ci se mettent alors en mouvement dans une direction particulière, créant ainsi un courant électrique qui est recueilli par des
fils métalliques très fins.
Description de la cellule solaire :
La cellule est constituée de plusieurs couches : - une couche de protection
translucide
Une cellule photovoltaïque est constituée de deux couches de silicium cristallin. Ces deux couches sont polarisées. Pour rendre l’une des couche positive (Couche P) on lui incorpore un certain nombre d’atomes de Bore et pour rendre l’autre couche négative (couche N) on lui incorpore un certain nombre d’atomes de phosphore. On crée ainsi une barrière de potentiel. Lorsqu’un photon ayant suffisamment d’énergie est absorbé par ce semi-conducteur, Il produit la rupture d’une liaison de valence et libère ainsi un électron ce qui crée un « trou » positif. La présence du champ électrique est due à l'existence de la jonction (J). Il provoque l'accumulation des porteurs de charge produits par le rayonnement lumineux vers les deux électrodes a et k. C’est ce que l’on appelle l’effet voltaïque : c’est la différence de potentiel entre ces deux couches. En reliant les deux couches on obtient un mouvement des électrons qui passent d’une couche à l’autre et créent ainsi un courant électrique. Les couvertures de protection.
L'épaisseur totale de la cellule est de l'ordre du millimètre.
2) La cellule photovoltaïque en chiffre :
Pour obtenir une puissance suffisante, les cellules sont reliées entre elles et constituent le panneau solaire. La puissance électrique fournie au récepteur dépend de l'intensité de l'ensoleillement. Elle est donc nul la nuit et à son maximum quand le soleil est au zénith. - Une cellule photovoltaïque produit toujours une tension d’environ 0.5 volts. - Pour obtenir une tension plus élevée il faut mettre les cellules en série (on additionne leurs valeurs). - Pour
augmenter l’intensité délivrée il suffit de les mettre en parallèles (on
additionne aussi les valeurs).
Un module de 12 volts est composé par la mise en série de 36 cellules cristallines (Soit une tension d’environ 0.33Volts par cellule).
Un mètre carré de panneaux solaires peut produire jusqu’à 150 watts de puissance sans entretien particulier pendant une trentaine d’années. Il peut même fonctionner par temps couvert avec une lumière diffuse mais il n’aura bien sûr pas la même puissance. Le rendement dépend essentiellement de : - la puissance maximale du panneau solaire - l’intensité de l’ensoleillement - le nombre d’heures d’exposition au soleil - l’angle d’exposition au soleil.
F. Les deux types d’installation électrique
Une installation autonome doit pouvoir stocker l’énergie fournit par les panneaux solaires de manière a s’en servir pour alimenter la maison.
Les constituants d’une installation solaire autonome :
- Des panneaux solaires qui fournissent un courant électrique continu avec une tension de 12 volts.
- Des batteries permettent le stockage. La batterie est le composant le plus vulnérable d'une installation autonome et elle coûte extrêmement cher. Les batteries sont très fragiles elles craignent les surcharges et les décharges trop importantes.
- Pour cette raison, il faut utiliser un petit appareil qui s'appelle un "régulateur de charge" qui protège la batterie en coupant ou en l’alimentant selon son état. Le régulateur de charge est composé de 2 transistor ou 2 relais et permet de d’isoler les batteries du circuit électriques.
Voila le fonctionnement d’un régulateur de charge. Les 2 relais (en bleu) jouent le rôle d’interrupteurs ce qui permet ainsi de réguler le courant au sein du circuit électrique.
Schéma de principe
- Un onduleur : cet appareil permet de transformer le courant électrique continu en électricité alternatif et d’élever la tension de 12 volts à 220 volts ce qui est très important car la plupart des appareils ménager ont besoin d’une alimentation alternative.
2) Installation connectée au réseau
L’installation électrique connectée au réseau EDF fonctionne sur le même principe que les installations autonomes. La seule grande différence est le surplus d’énergie est racheté par EDF (à raison de 0.15€ le kW) Pour savoir la quantité récupérer par EDF il a un système de double compteur : le premier compteur mesure la quantité d’électricité produite par l’installation solaire un deuxième compteur standard a toute installation électrique mesure la quantité d’électricité achetée a EDF. La différence entre les 2 permet de savoir combien de kW à racheter EDF.
Le coût initial d’une installation solaire est très onéreux. Le coût de production de l’électricité issue de l’énergie photovoltaïque reste beaucoup plus élevé que celui de l’électricité d’origine fossile ou nucléaire. En effet l’énergie photovoltaïque coûte 25 centimes d’euro (hors taxes) par kWh contre 5 pour les éolien, 3,2 pour le nucléaire et 2 pour l’hydraulique. Mais ces prix diminuent à mesure que les technologies progressent.
Pour exemples : . Une installation complète (panneaux photovoltaïques, batteries,…) permettant l’alimentation d’un pavillon (11 lampes, 1 réfrigérateur, 1 TV et une petite pompe) de 1 kW coûte environ 200 000 F TTC. C’est le coût moyen d’une alimentation conventionnelle par réseau EDF d’une longueur de 1 Km en aérien, ou de 500 m en souterrain.
En France, lors des périodes les plus ensoleillées de l’année, 10 m² permettent de produire assez d’électricité pour couvrir 30 à 50 % des besoins d’une famille.
C’est une énergie renouvelable qui contrairement à des idées reçues peut être utilisée dans de nombreuses régions. C’est une énergie dont l’utilisation ne pollue pas l’atmosphère. C’est une énergie qui fonctionne même quand le soleil ne brille pas grâce à la lumière diffuse.
La production d’électricité à partir du solaire est pour l'instant encore assez coûteuse car les cellules photovoltaïques sont chères à fabriquer. La rentabilité économique des projets dépend du prix de rachat de l’électricité (élevé en Allemagne, faible en France). Cette utilisation de l’énergie solaire est donc encore limitée en France. Elle devrait se développer avec le soutien de l’Europe et l'augmentation du prix de rachat du kWh photovoltaïque (autour de 3F). La nuit, la source d'énergie n'existe plus, il faut donc prévoir des systèmes de stockage
J. Le futur de l’énergie solaire
Le recours à l’énergie solaire (thermique ou photovoltaïque), même si elle paraît la plus prometteuse, s’avère encore coûteuse à l’installation mais pourrait bouleverser les équilibres énergétiques actuels. Le solaire photovoltaïque (PV) pourrait devenir compétitif avec l'électricité traditionnelle à court terme à condition de procéder à une production de masse. Le rapport KPMG (bureau spécialisé dans les recherches économiques et les activités de conseil en politiques économiques) démontre qu'une seule grande usine qui produirait 5 millions de panneaux solaires par an (correspondant à 250 000 maisons, chacune équipée d'un système de 2 kW) pourrait diviser le coût de production de l'électricité solaire par quatre, la rendant compétitive avec l'électricité produite à partir des sources traditionnelles.
On compte aujourd’hui six milliards d’habitants sur Terre. Au cours des dix dernières années, la demande mondiale d’énergie a progressé en moyenne de 1,2% par an pour atteindre 9,9 milliards de tonnes équivalent pétrole (tep) de consommation totale d’énergie primaire dans le monde en 2000, y compris les énergies renouvelables qui représentent encore plus de 12 % de la consommation finale d’énergie primaire. La prévision d’augmentation de la population totale est de 7,4 milliards d’habitants à l’horizon 2020 et tendrait vers 8 milliards en 2050. . TOTALFINAELF - Pierre-René Bauquis
Bien malin celui qui pourrait répondre avec certitude à cette question. Certes, les années qui viennent s'annoncent prometteuses pour les énergies propres. Entre 1993 et 1998, les capacités " renouvelables " mondiales ont crû de 2,4 % par an. La lutte contre le changement climatique, le développement de la production d'électricité décentralisée et le progrès technique devraient donner un formidable coup de fouet à ces jeunes filières. Toutefois, de nombreux experts, estiment que la part des énergies renouvelables, même si elle augmentera dans les années qui viennent, restera globalement faible. D'une part, parce que les ressources d'énergies fossiles sont encore considérables : 40 ans de réserves prouvées de pétrole, 62 ans pour le gaz, 400 ans pour le charbon. D'autre part, parce que les énergies renouvelables resteront probablement toujours plus chères que les énergies classiques, tant le prix de ces dernières n'intègre pas leurs coûts environnementaux. Aussi est-il important, pour préserver notre environnement, de veiller dès à présent à réduire notre consommation d'énergie. Selon une étude réalisée par le ministère de l'Économie en mars 2000, cette consommation augmentera chaque année de 1,4% par an, si rien n'est fait.
Aérogénérateurs :
système transformant l'énergie du vent en énergie électrique.
dB(A) : Unité qui
exprime le niveau d'un signal numérique par rapport au niveau de saturation
numérique Génératrice ou alternateur : élément qui génère le courant électrique
Multiplicateur : élément qui permet d'augmenter la vitesse de rotation de l'arbre de 20 à 1500 trs/minute environ
Mât : élément sur lequel est fixé la nacelle et son rotor
Kilowattheure : énergie fournie pendant une heure par une puissance de 1 kW. Une maison de standard européen consomme entre 6 et 10 kWh par jour. 1000 kWh = 1 MWh.
Parc éolien :
ensemble de plusieurs aérogénérateurs d'un site, connectés au même point de
livraison au réseau d'électricité
Pales : les branches de l'hélice sur lesquelles s'exerce la force du vent; des organes qui doivent être légers et résistants (matériaux composites)
PV : panneau photovoltaïque
Silicium : un des composants du sable qui est semi-conducteur utilisé dans l’électronique (circuit intégré et photopile).
TEP : tonne équivalent pétrole
Tubulaires : objet ayant la forme d’un tube.
SITE INTERNET :
http://www.windpower.com : site consacré à l’énergie éolienne. Sur ce site, nous avons trouvé une explication complète et illustrée de la technique de fabrication de l’énergie éolienne. Nous nous sommes servis de ces informations pour nos paragraphes le fonctionnement global ainsi que les composants et quelques-unes des photos de ce site illustrent notre production.
http://www.eole.org: Ce site est le site d’une association pour le développement de l’énergie éolienne. Ce site contient des informations sur le fonctionnement d’une éolienne ainsi que la description de ces principaux composants. Les informations contenues sur cette page nous ont permis d’expliquer le fonctionnement d’une éolienne et de ces composants ainsi que le coût de construction et de fonctionnement. Ce site contient aussi des photos d’éolienne et des composants.
http://www.suisse-eole.ch: site d’une association suisse pour la promotion de l'énergie éolienne en Suisse. Ce site contient beaucoup de photo dont certaines illustrent notre production.
http://www.inti.be : site
belge contenant des informations sur les avantages et les inconvénients des
éoliennes. Ce site contient des extraits des chapitres "L'énergie éolienne" et
"Les éoliennes", rédigés par Guy Cloes du Cota dans le
http://www.ademe.fr : site d’une agence de l’environnement et de la maîtrise de l’énergie. Ce site contient des publications sur les énergies renouvelables ainsi que des études sur certaines.
http://www.solargie.com : site sur le fonctionnement et les utilisations du solaire.
VIDÉO :
C’est pas sorcier : « les énergies renouvelables », « comment le soleil produit de l’énergie ? »
CD ROM :
Hachette : (encyclopédie 2003) : explications sur le principe de fonctionnement d’un panneau solaire et schémas d’un panneau solaire vu en coupe
Mobiclic : Ce C.D. rom est un supplément aux « Clés de l’actualité Junior » n°49 de janvier 2003. Ce C.D. rom contient l’explication sur le fonctionnement de toutes les énergies renouvelables. Ce site tenait également des schémas dont le schéma de l’éolienne qui figure dans notre dossier.
LIVRE :
Quid 2003: Dans ce livre nous avons trouvé les pourcentages des productions en électricité.
L’énergie solaire (collection les énergies en questions de chez GAMMA) : dans cet ouvrage nous avons trouvé des schémas de panneaux solaires ainsi qu’un bref historique. Nous avons également trouvé des explications sur le fonctionnement.
L’énergie éolienne (collection les énergies en questions de chez GAMMA) : dans cet ouvrage nous avons trouvé des schémas d’éolienne ainsi qu’un bref historique. Nous avons également trouvé des explications sur le fonctionnement.
Science et vie (hors série nucléaire) : nous avons trouvé grâce à ce livre les productions d’énergies dans le monde et au cours de ces prochaines années
VISITE :
Visite de l’espace Info-Energie 6 rue Félibien à Chartres (succursale de l’Ademe). Nous remercions Mme Pasdeloup (conseillère spécialiste de la maîtrise de l’énergie) pour toutes les informations fournies sur les énergies renouvelables.
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