(Dé)centralisation de la production électrique

[invite5cb9acc1]

Bonjour,

À la suite d'un débat que j'ai lancé dans les commentaires d'une nouvelle sur ITER , de la même façon que dans une actualité précédente , j'aimerais que l'on éclaircisse ici quel serait l'équilibre idéal entre centralisation et décentralisation des réseaux électriques.

Les arguments en faveur de la centralisation sont :
- la maîtrise des dangers liés à l'exploitation de certaines énergies dans le cadre des technologies existantes. (Pour le nucléaire civil, pour l'incinération, le charbon ...)
- L'élaboration de grosses unités de production pouvant avoir un coût et/ou un rendement supérieurs à l'ensemble des petites unités qui seraient nécessaires à une production équivalente.
- La nécessité d'un réseau de transport à très haute tension, qui permet un export rentable vers les pays frontaliers.
- La rentabilité économique pour les investisseurs.

Les arguments en faveur de la décentralisation sont :
- Une production proche de la demande pour minimiser les pertes de réseau
- Des petites unités qui peuvent être aussi rentable que des grosses dans certains domaines
- Des coûts de démantèlement potentiellement inférieurs
- Des coûts de gestion potentiellement supérieurs
- La valorisation de production de chaleur par cogénération.
- La rentabilité pour les particuliers et une nouvelle forme d'investisseurs.


Documents officiels sur la production et la distribution électrique en France :
http://www.statistiques.developpemen...d_rubrique=466
http://www.statistiques.equipement.g...d_rubrique=551

Rapports du réseau de transport RTE :
http://www.rte-france.com/fr/nous-co...s-publications

Rapports du réseau de distribution ERDF :
http://www.erdfdistribution.fr/qualite_du_reseau

Chiffres obtenus sur l'année 2007 :
Production brute : 513 TWh (incluant la consommation des transformateurs des centrales)
Consommations internes du style enrichissement: 18TWh (3.5%)
Pompage d'eau entre réservoirs: 8TWh (1.5%)
Transformation centrale : 25TWh (4.9%)
Pertes en ligne et ajustement : 32TWh (6.2%)
Dont pertes en ligne transport ~12TWh (2.4%)
Dont pertes en ligne distribution ~12TWh (2.4%)
Raffineries : 4TWh (0.7%)
Consommation finale : 427 TWh (83%)

D'autre part :
Les rapports du REN21 sur les énergies renouvelables dans le monde :
http://www.ren21.net/globalstatusreport/g2010.asp

Une étude sur le potentiel des énergies renouvelables de l'université de Standford :
http://www.stanford.edu/group/efmh/j...terSun1009.pdf

La technologie de panneaux solaires hybrides :
http://www.enerzine.com/603/5236+un-...hermique+.html
-----

[invitef3bc56df]

Pour la décentralisation la valorisation par cogénération te fait gagner plusieurs dizaines de pourcent sur le rendement, donc si l'objectif est l'économie d'énergie et les énergies renouvelable, y pas photo ... Sans parler des économies liés au transport de la ressource primaire (cas de valorisation de biomasse)
Très efficace si tu possède un réseau de transport en commun. Évidement cela est inenvisageable si on a fait le choix du nucléaire
A vrai dire on est en plein dans la problématique de mix énergétique et de choix d'énergie (par exemple faut il augmenter l'offre électrique pour alimenter les panneau rayonnant bon marché ou favoriser le chauffage collectif lié à la cogénération). Le débat est malheureusement inexistant face au gros des ENR : solaire/éolien/géothermie... Alors que le gain est colossal.

[invite5cb9acc1]

J'abonde en ton sens oOPtiluOo, et je suis surpris de ne pas voir affluer les fanboys du lobby nucléaire. Ça soulage en fait car je vais devenir fou si j'essaye encore une minute de leur faire comprendre l'intérêt de la cogénération.

Mais le débat n'est justement pas renouvelable contre nucléaire, quoi qu'il en paraisse, mais centralisation contre décentralisation. Je suis aussi en faveur des ENR mais pour moi le barrage des Trois gorges, les centrales solaires photovoltaïques et les fermes éoliennes offshore n'en sont pas vraiment.

Il y a un intérêt économique, un intérêt écologique et un intérêt social à rendre à chacun la maîtrise et la possession de l'énergie qui est un bien commun.

D'un autre côté la technique et la recherche peuvent avoir besoin de quantités d'énergie démesurées, telles que seules de grosses centrales puissent permettre le fonctionnement. On peut penser au CERN et aux projets expérimentaux sur la fusion.

S'il n'y avait pas de lobbying ou s'ils étaient équilibrés, rien ne ferait entrave à un compromis.

[invitef3bc56df]

Re

En effet il est inadapté d'opposer nucléaire à ENR , car même en étant optimiste, la part renouvelable ne pourra sans doute pas dépasser 50% d'ici 2050 (beaucoup moins si il n'y a pas d'effort d'économie d'énergie) et on ne dénucléarisera surement pas avant cette date (rien que parce que personne ne sais encore démanteler une centrale nucléaire aujourd'hui)

Pour la cogé sur ENR, elle n'est pas vraiment envisageable sur éolien comme solaire et si je ne vois pas d'intérêt à la centralisation du solaire, l'offshore éolien à sans doute de bonne possibilité (rien que pour la puissance et la régularité )

++

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite5cb9acc1]

Re

En effet il est inadapté d'opposer nucléaire à ENR , car même en étant optimiste, la part renouvelable ne pourra sans doute pas dépasser 50% d'ici 2050 (beaucoup moins si il n'y a pas d'effort d'économie d'énergie) et on ne dénucléarisera surement pas avant cette date (rien que parce que personne ne sais encore démanteler une centrale nucléaire aujourd'hui)

Oui la fin du nucléaire n'est pas pour demain, mais les Allemands ont bien fermé des centrales sans les démanteler. La fierté française nous oblige a faire des imprudences... comme à Fessenheim.

Pour la cogé sur ENR, elle n'est pas vraiment envisageable sur éolien comme solaire et si je ne vois pas d'intérêt à la centralisation du solaire, l'offshore éolien à sans doute de bonne possibilité (rien que pour la puissance et la régularité )

Pour moi le pire ce sont les barrages hydro démesurés qui détruisent des biotopes et qui délocalisent des peuples. Le mot renouvelable ne peut pas totalement s'appliquer, l'eau est renouvelable mais pas les sites à inonder.

Ensuite les centrales solaires photovoltaiques, (le thermique passe encore, même si cela convient mieux aux déserts chauds) est tout simplement absurde. Le photovoltaique, c'est ce qui demande le moins d'entretien, des remplacements de transfo, du nettoyage mais en tout cas peu de main d'œuvre. À cela s'ajoute le potentiel de cogénération qui est tout à fait possible et même déjà existant. J'ai mis un lien d'un panneau hybride qui produit élec+ air chaud. Mais rien ne s'oppose à un refroidissement caloduc cuivre. L'avantage est double vu que le rendement des panneaux diminue avec la température. Le retour sur investissement est donc bien meilleur.

Ensuite pour l'éolien offshore, il n'y a pas à nier la puissance et la régularité permise. Mais il faut tout de même arriver à compenser le coût énergétique des matériaux et du socle en béton gigantesque. Il y a aussi le problème du néodyme que l'on utilise pour les rotors afin d'éviter d'utiliser une boite de vitesse qui nuirait à la durabilité de l'installation. Dans le document de la Standford university il y a mention de déporter la génératrice dans le socle ou de rotors supraconducteurs. Mais ce n'est pas encore d'actualité.
À mon avis, une solution intéressante pour les fermes offshores serait de combiner un datacenter avec l'éolienne, afin de bénéficier d'un refroidissement gratuit et d'une énergie locale. Dans la même lancée que Google avec son seafaring.

[invitef3bc56df]

Malin les panneaux solaires !!!
Sinon qu'entend tu part datacenter?

J'ai entendu parlé d'offshore flottant, d'ailleur c'est de plus en plus utilisé en forage pétrolier profond

[invite5cb9acc1]

Un datacenter c'est un centre rempli d'armoires de serveurs et dans la quasi totalité des cas refroidi en dessous de 20°C à grand coup de groupes de froid. Ce qui en plein été multiplie par au moins deux la conso électrique.

Intéressant l'idée d'éoliennes flottantes, je pensais que ce serait très compliqué avec un axe horizontal, et effectivement les prototypes mis au point utilisent plutot une hélice à axe vertical.
http://www.cleantechrepublic.com/200...ore-flottants/
Mais j'ai du mal à me représenter comment elles peuvent être fixées à part avec un jeu complexe de filains. Il faudrait des hélices qui tournent en sens inverse pour éviter l'entortillement... à suivre

[_Goel_]

J'ai aussi entendu parler de générateur nucléaires à fission "portables" de quelques tonnes "seulement" (du même type que ceux utilisés dans les sous-marins) et fournissant 1 à 2 MW. Cela permettrait d'avoir une source d'électricité d'appoint pour les villes de quelques milliers d'habitants.

Par contre, à toute décentralisation, il y a un cout sur la gestion, la formation, qui va nécessiter beaucoup plus de personnes (qualifiées pour intervenir rapidement, qui ont les compétences nécessaires etc...), mais au vu des gains espérés, une étude plus approfondie vaudrait le coup.

[invite5cb9acc1]

Oui de petites unités assez sûres pour être intégrées dans les villes c'est possible et ça a déjà été fait, en profitant des avantages de la cogénération :
http://www.ecolo.org/documents/docum...cleaire-07.htm

Mais le problème est surtout dans le cours de l'uranium http://futura24.voila.net/nucle/prix_cout.htm
http://weinstein-forcastinvest.net/i...loir-y-songer/
Il parait invraissemblable de construire de nouveaux coeurs de 3ème génération. Et la prochaine tarde vraiment à arriver...

[invitef3bc56df]

Re
Oui j'ai entendu parlé de ce type de générateur. On en a équipé les sondes Pionnier et l'URSS l'utilisait pour alimenter certain sites isolés. Les américains on même fait voler des prototypes de bombardier stratégique (propulsion électrique). Pratique comme les sous marin il pouvais rester en vol bien plus longtemps que tout se qui se fait encore aujourd'hui... Avant de renoncer face au risque évident en cas de crash

Un petit exemple des dégats que ce genre d'installation peut causer :

C'est surtout la Russie qui est considérée comme hébergeant des milliers de sources orphelines, perdues lors de l'effondrement de l'URSS. Un nombre élevé, mais inconnu, de ces sources tombent dans la catégorie à haut risque pour la sécurité. En particulier il faut compter les sources bêta très puissantes de strontium 90 utilisées comme générateurs thermoélectriques de puissance pour les phares dans les régions isolées[7] [8] [9].

En décembre 2001, trois bûcherons géorgiens tombèrent sur ce genre de générateur, et le ramenèrent à leur campement pour l'utiliser à se chauffer. En quelques heures, il furent victimes du syndrome d'irradiation aiguë, et allèrent à l'hôpital pour se faire soigner. L'AIEA déclara plus tard que le générateur contenait une quantité de strontium équivalente à la quantité de radiation relâchée immédiatement après l'accident de Tchernobyl[10].

http://fr.wikipedia.org/wiki/Bombe_radiologique

On ne sais pas vraiment s'assurer contre la dissémination de matière fissile sur des installations centralisées, je vois pas comment on pourrais faire pour un grand nombre de petites installations éparpillées...

[YBaCuO]

L'intitulé transformation centrale concerne la consommation des auxiliaires dans les groupes de production, il n'y a aucune raison pour que cette consommation disparaisse.

J'avais véritablement assimilé, transformateur centrale et transformation centrale. Si tu es déjà renseigné est-ce que tu peux détailler cette consommation ?
Si l'incohérence du texte est levée alors la consommation des transformateurs de centrales serait bien ignorée et déduite de la production brute.

Bonsoir,

Je me permets de répondre dans ce fil aux questions posées dans le fil sur ITER.

Pour la question, il faut comprendre le mot transformateur dans un sens plus général que l'équipement électrotechnique.
Les centrales fournissent une puissance brute qui sort de la génératrice, mais ces centrales ont besoin aussi d'énergie pour faire fonctionner leurs pompes et leurs auxiliaires. Dans le cycle thermodynamique de Rankine, l'énergie produite provient de la détente de la vapeur, pour que le cycle se referme il est nécessaire de remettre en pression l'eau du circuit secondaire par des pompes avant de l'envoyer dans la chaudière. D'autres pompes sont nécessaires pour faire circuler l'eau du circuit primaire et du circuit de refroidissement. J'oublie probablement d'autres postes de consommation.

Je croyais la partie pompage dans la centrale associée à la partie "pompage". Or le glossaire de ce document de RTE :
http://www.rte-france.com/uploads/me...elles_2009.pdf
indique qu'il s'agit du pompage d'eau vers le réservoir d'un barrage en période de surplus.

Comme tu l'indiques, cet intitulé pompage ne fait pas référence au mêmes pompes. On parle ici du pompage réalisé dans certains barrages de lac pour remplir leur réservoir. Il faut la retrancher de la production brute car cette énergie réapparaît dans la production brute des centrales hydrauliques. C'est du stockage.

Pour les pertes en lignes et ajustements, les 12,2 TWh correspondent au pertes sur le réseau de transport, le reste correspond aux pertes sur le réseau de distribution MT et BT. La majorité des pertes est donc sur les réseaux MT et BT.

Effectivement RTE donne le chiffre de 11,3TWh sur son réseau, et ERDF donne aussi un chiffre similaire sur son réseau MT/BT. 32-12*2=8TWh perdus dans les ajustements du réseau.

Le taux pertes est le résultat d'un optimum économique, il faut que l'investissement marginal consacré à la réduction des pertes soit inférieur au gain de coût liés cette réduction.
La question des niveaux de tension et du maillage optimum fait l'objet d'étude depuis près d'un siècle, la configuration actuelle des réseaux électriques n'est pas le résultat du hasard. Et il bien heureux que les exploitants utilisent leurs réseaux à la tension la plus élevée possible.

Tu as parfaitement raison, mais RTE et ERDF gèrent de façon économiquement optimale leur réseau avec la production et la consommation existante. Ils n'ont aucun pouvoir sur l'implantation des centrales et des zones industrielles gloutonnes en électricité. Et c'est à ce niveau qu'il y aurait des optimisations à faire pour économiser électricité et chaleur.
Avec des panneaux solaires sur les toits et de bons transformateurs, on diminuera à la fois les pertes en ligne, même celles des réseaux MT/BT et les travailleurs qui doivent travailler la nuit à cause des heures creuses.

Les industries sont alimentées directement en haute tension.
Les transformateurs dans les postes aux coins des rues ont déjà un rendement de l'ordre de 99%. Pour des plus gros les pertes se comptent en dixièmes de pourcent. Un acheteur rationnel commandera un transformateur en tenant compte du coût des pertes lié à son exploitation.

Concernant l'exploitation de la chaleur, n'oublions pas que cette chaleur est sous forme d'eau à une trentaine de degré. L'énergie sous cette forme n'a pas la même "qualité" que l'électricité. Dans tous les domaines de la physique on trouve une formule qui ramène un phénomène, un état à une énergie; cela ne veux pas dire pour autant que deux quantités se ramenant à une même énergie se valent. Ici c'est le cas où la notion d'entropie intervient.
On peut augmenter la température des rejets afin de leur trouver une application mais c'est au détriment du rendement de la conversion électrique.
Si on réalise de la cogénération, il ne faut pas oublier la logistique pour amener le combustible. Les centrales à charbon sont construites près des mines, dans les ports ou sur des cours d'eau navigables en raison des gros volumes à transporter. Si on parle de biomasse, de mémoire, pour produire l'équivalent de la production annuelle d'un site nucléaire, la quantité de bois nécessaire représente plusieurs fois la pyramide de Keops.
Utiliser du gaz est plus simple, il est acheminer par gazoduc si la centrale n'est pas déjà à coté d'un terminal gazier.

Pour le photovoltaïque, si la production locale reste inférieure à la consommation, cela diminue les pertes. Mais à quel prix?

Finalement 6% de pertes lorsque l'on considère les distances en jeu entre les zones de production et les zones d'utilisation, la souplesse et le service rendu, c'est assez remarquable.
Le fait que ces pertes fasse l'objet de transaction financière, facilite les statistiques. N'importe quel process engendre des pertes mais il n'y a pas toujours de compteurs pour les comptabiliser.

Oui 6% c'est remarquable, mais on parle encore et toujours des pertes électriques en dédaignant les pertes de chaleur.
Il me semble qu'un droit de regard sur ces infrastructures que l'on a privatisées, c'est bien la moindre des choses.

L'atteinte du meilleur rendement n'est pas toujours le mieux. Il y a eu des modes dans le passée pour construire des centrales à charbon toujours plus efficace en portant l'eau au delà du point critique. Il fallait des aciers spéciaux, on approchait les limites mécaniques. Finalement la fiabilité a eu raison de cette course à la performance, les producteurs sont revenus à des technologies plus matures.

Comme déjà dit la chaleur perdue est de l'eau à 30°, avec un débit de 40m3/s pour une tranche nucléaire. On ne peut pas en faire grand chose.
Décentraliser pour pouvoir récupérer cette chaleur pose quelques questions:
A quelle échelle?
Quels combustibles sont utilisés? En quelles quantités? Par quelles voies d'acheminement?
Combien de temps par an, les centrales fonctionnent elles de façon optimale? (Pas de chauffage en été)
Et surtout le coût? (Mais on ne peut pas beaucoup en débattre sur le forum)

[zyket]

Bonjour à tous,

un petit lien sur une vidéo d'une conférence faite à l'Espace des Sciences de Rennes en avril 2010 sur le thème : L'énergie : un problème majeur pour demain http://www.espace-sciences.org/jsp/f...E=0&RH=ACCUEIL
Je l'ai trouvée ma foi fort interressante.

Je partage entièrement le point de vue de Solipse quant à la décentralisation de la production d'énergie.

Il y a quelques temps j'avais lancé une discussion sur le stockage de l'énergie solaire. Dans un petit délire à la Gaston Lagaffe, j'avais imaginé stocker l'énergie photovoltaïque sous forme d'énergie potentielle de niveau au niveau d'une maison individuelle. Quelques conclusions de ce post http://forums.futura-sciences.com/ph...ml#post3072976 , après maints calculs énergétiques, sont :
1°) cette idée est iréalisable pour une maison individuelle
message 21

...
en conclusion : mon petit calcul qui consiste à convertir l'énergie solaire en énergie potentielle de niveau est juste, mais n'a servi qu'à montrer que c'était impossible pour une installation individuelle. Il faudrait soulever une masse de 20000 tonnes sur 10 mètres de hauteur pour stocker une journée moyenne d'ensoleillement. Je me disait bien aussi que c'était une idée à la Gaston Lagaffe.
...

2°) Et le stockage à grande échelle ? bien centralisé celui ci.
au message 46

...

Combien de STEP comme Grand'Maison pour stocker l'énergie électrique consommée en 1 nuit en France ?

500/32.3= 15 STEP

STEP=Station de Transfert d'Energie par Pompage.


3°)

Quelle surface horizontale faut-il pour capter une journée d'énergie solaire équivalent à l'énergie de niveau stockée dans le barrage de Grand'Maison ?
....surface nécessaire : ... 1000 ha
.....
En conclusion : en reprenant mes 38 STEP nécessaires pour stocker et produire la quantité d'énergie électrique pour une nuit d'hiver en France, la surface de toiture à équiper serait de l'ordre de : 38 villes comme Lyon ou 3 800 000 maisons individuelles de 100m² au sol. Ce qui commence à faire sachant que dans le même temps il aura fallu équiper des toitures pour la consommation de jour.
...
Tous ces chiffres étant basés sur une énergie solaire reçue pendant un an par 1 m² de 1300 kWh/m²/an, il a été abusif tout au long de mon calcul de parler de "captage" d'énergie solaire, en fait le rendement actuel des panneaux photovoltaïques étant de l'odre de 10%, il faudra diviser par 10 la quantité d'énergie solaire reçue par cette surface pour avoir un ordre de grandeur de la quantité d'énergie électrique pouvant être produite actuellement grâce au photovoltaïsme.

4°) A la recherche de surfaces représentant déjà une emprise au sol pour capter le rayonnement solaire (afin d'éviter les centrales solaires photovoltaïques) :
message 54

toujours à la recherche de surfaces possibles pour capter l'énergie solaire, j'ai trouvé ce chiffre : 750 000 km de routes en France
http://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9..._fran%C3%A7ais
Si l'on s'intéresse à l'énergie reçue par une bande de 2 mètres de large sur tous les bas côtés du réseau routier français, on obtient une surface, S=7,5 x 10^8 x 2 x 2 = 30 x 10^8 m².
A raison de 1 300 kWh/m²/an ces bandes de 2 m de large reçoivent donc une énergie solaire de, E=1,3 x 10^6 x 30 x 10^8 = 39 x 10^14 Wh/an.

Soit 3 900 TWh/an à comparer aux 483.9 TWh produits par EDF en une année. En considérant un rendement de 10% des panneaux photovoltaïques, les bas côtés des routes françaises couvriraient donc environ les 3/4 de l'électricité consommée en France. Mais bonjour le décor, l'entretien, ...

De plus ce chiffre,3 900 TWh/an, est une valeur maximale :
- il ne tient pas compte des zones d'ombre possibles
- il suppose une condition guère réalisable : si tous les bas côtés étaient équipés ...

Il n'empèche qu'il donne une idée du gisement solaire existant !!

message 56

...
L'énergie solaire reçue annuellement par la surface des autoroutes françaises correspond à 1/4 de sa consommation énergétique annuelle.
...
La surface des autoroutes françaises pourrait produire moins d'un dixième de la production électrique française.

Un petit commentaire : dans une optique de décentralisation de la production d'énergie, ces zones de captage (bord des routes, autoroutes) sont interressantes puisque jamais très loin des lieux de consommation.

Cordialement.

[zyket]

Bonjour,

Si on parle de biomasse, de mémoire, pour produire l'équivalent de la production annuelle d'un site nucléaire, la quantité de bois nécessaire représente plusieurs fois la pyramide de Keops.

Si je puis me permettre, je vous propose le calcul :
_Les granulés ou pellets
Les pellets sont de petits cylindres de quelques mm obtenus par compression de la sciure de bois, après l'avoir réduite à l'état de poudre. Ce procédé nécessite une installation de type industriel, mais procure un combustible très sec (humidité de l'ordre de 5%) ayant donc un pouvoir calorifique élevé (PCI de 4,5 kWh/kg).
Pouvoir calorifique inférieur (PCI) du bois:
1,7 kWh/kg à 60% d'humidité ;
4,0 kWh/kg à 20% d'humidité ;
4,4 kWh/kg à 11% d'humidité.
- Masse volumique du granulé bois : 1250kg/m^3 http://www.granulesbois.org/vente-gr...is-pellets.htm
- Production électrique annuelle de la centrale nucléaire du Bugey : 24,553 GWh http://fr.wikipedia.org/wiki/Central...9aire_du_Bugey
- Rendement d'une centrale nucléaire : entre 30% et 40%

1°) Soit E, l'énergie primaire consommée par la centrale nucléaire du Bugey pour produire 24,553 GWh en un an.
E = 24,553 / 30%= 81,843 GWh

2°) Soit M, la masse de granulés correspondant à ces 81,843 GWh.
M = 81,843 x 10^6 / 4,5 = 18,187 x 10^6 kg . Soit 18 187 tonnes de granulés.

3°) Soit V, le volume de granulés correspondant à ces 18,187 x 10^6 kg.
V = 18,187 x 10^6 / 1250 = 14 550 m^3

Volume de la pyramide de Kéops : 2 592 341 m³ http://fr.wikipedia.org/wiki/Pyramide_de_Kh%C3%A9ops

Conclusion :
Si je ne me suis pas trompé, l'ordre de grandeur n'est pas du tout celui que vous annoncez. Il ne faut pas plusieurs fois le volume de la pyramide de Kéops en biomasse pour produire l'équivalent d'une centrale nucléaire. C'est même l'inverse : le volume de la pyramide de Kéops en granulés bois représente 185 centrales nucléaires !!

Cordialement.

[invite5cb9acc1]

Pour la question, il faut comprendre le mot transformateur dans un sens plus général que l'équipement électrotechnique.
Les centrales fournissent une puissance brute qui sort de la génératrice, mais ces centrales ont besoin aussi d'énergie pour faire fonctionner leurs pompes et leurs auxiliaires. Dans le cycle thermodynamique de Rankine, l'énergie produite provient de la détente de la vapeur, pour que le cycle se referme il est nécessaire de remettre en pression l'eau du circuit secondaire par des pompes avant de l'envoyer dans la chaudière. D'autres pompes sont nécessaires pour faire circuler l'eau du circuit primaire et du circuit de refroidissement. J'oublie probablement d'autres postes de consommation.

Je connais ces consommations internes, mais je ne vois toujours pas pourquoi l'appellation "transformateur" très ambigüe.

Les industries sont alimentées directement en haute tension.
Les transformateurs dans les postes aux coins des rues ont déjà un rendement de l'ordre de 99%. Pour des plus gros les pertes se comptent en dixièmes de pourcent. Un acheteur rationnel commandera un transformateur en tenant compte du coût des pertes lié à son exploitation.

Les documents de ERDF indiquent des rendements dans les transformateurs de quartier de 96%. Mais que le problème lié au PCB permet un renouvèlement du parc intensif vers des transformateurs plus performants. Je serais curieux de voir des sources de ces données.

Concernant l'exploitation de la chaleur, n'oublions pas que cette chaleur est sous forme d'eau à une trentaine de degré. L'énergie sous cette forme n'a pas la même "qualité" que l'électricité. Dans tous les domaines de la physique on trouve une formule qui ramène un phénomène, un état à une énergie; cela ne veux pas dire pour autant que deux quantités se ramenant à une même énergie se valent. Ici c'est le cas où la notion d'entropie intervient.

Je me suis tué à expliquer en quoi l'électricité est plus noble que la chaleur sur le fil d'ITER. Mais de ce concept on comprend pourquoi le chauffage par effet Joule est absurde.
Pour ce qui est de l'entropie, mes souvenirs de thermodynamique me disent que diluer une énergie thermique n'est pas signe d'une augmentation d'entropie en soi, mais plutôt l'irréversibilité d'un transfert d'énergie.

On peut augmenter la température des rejets afin de leur trouver une application mais c'est au détriment du rendement de la conversion électrique.

Oui mais ce n'est pas la seule solution, on peut aussi pomper la chaleur, ce qui baisserait encore le point froid, ou enchainer les circuits de refroidissement secondaires. Je n'ai pas de données sur la rentabilités de tels systèmes mais je chercherai.

Si on réalise de la cogénération, il ne faut pas oublier la logistique pour amener le combustible. Les centrales à charbon sont construites près des mines, dans les ports ou sur des cours d'eau navigables en raison des gros volumes à transporter.

Absolument, d'où la conclusion évidente que le fossile préfère la centralisation et le contraire pour les ENR.

Si on parle de biomasse, de mémoire, pour produire l'équivalent de la production annuelle d'un site nucléaire, la quantité de bois nécessaire représente plusieurs fois la pyramide de Keops.

Mwahahaha, je propose qu'on supprime les unités floues telles que le tep ou le kWh, vive le pK pour pyramide de Kéops. L'unité que tout le monde se représente, vachement plus pratique pour les journaux de vulg.

Utiliser du gaz est plus simple, il est acheminer par gazoduc si la centrale n'est pas déjà à coté d'un terminal gazier.

Et pourquoi pas convertir toutes les chaudières à gaz à la cogénération ?

Pour le photovoltaïque, si la production locale reste inférieure à la consommation, cela diminue les pertes. Mais à quel prix?

20cts du kWh actuellement, ce sera 10 dans 10 ans et 5 dans 20 ans si l'on suit la courbe actuelle. Sans parler de l'option de récupérer de la chaleur, cela reste un filon intéressant.

L'atteinte du meilleur rendement n'est pas toujours le mieux. Il y a eu des modes dans le passée pour construire des centrales à charbon toujours plus efficace en portant l'eau au delà du point critique. Il fallait des aciers spéciaux, on approchait les limites mécaniques. Finalement la fiabilité a eu raison de cette course à la performance, les producteurs sont revenus à des technologies plus matures.

C'est un cours d'histoire que je trouve intéressant. On voit qu'à toute conjecture la technique s'optimise. La cogénération nucléaire a par exemple été utilisée pendant le premier choc pétrolier. Personnellement je présage un retour vers ces techniques de pointe vu la croissance des cours des combustibles.

Décentraliser pour pouvoir récupérer cette chaleur pose quelques questions:
A quelle échelle?
Quels combustibles sont utilisés? En quelles quantités? Par quelles voies d'acheminement?

À mis chemin entre production et consommation pour tout ce qui est biomasse. La chaleur est récupérée dans les fumées et ne pose pas le problème sus-cité avec le refroidissement à eau.

Combien de temps par an, les centrales fonctionnent elles de façon optimale? (Pas de chauffage en été)

Pour les habitations il y a d'autres pistes telles que le chauffage solaire passif lié à une bonne isolation. La cogénération permet d'alimenter eau chaude et entreprises consommatrices de chaleur toute l'année.

Et surtout le coût? (Mais on ne peut pas beaucoup en débattre sur le forum)

On ne doit pas faire débat sur l'économie mais à mon avis il ne s'agit pas de ça ici, mais de juger de la rentabilité de telle ou telle solution.
Tous à nos calculettes !

[invite5cb9acc1]

Conclusion :
Si je ne me suis pas trompé, l'ordre de grandeur n'est pas du tout celui que vous annoncez. Il ne faut pas plusieurs fois le volume de la pyramide de Kéops en biomasse pour produire l'équivalent d'une centrale nucléaire. C'est même l'inverse : le volume de la pyramide de Kéops en granulés bois représente 185 centrales nucléaires !!

Brillant, et ça me parait dans les chiffres on ne peut plus correct.
Même si dans les faits on s'en fout colossalement de la pyramide de Kéops xD

Seule inexactitude, il faudrait parler du rendement d'une centrale à granulés, qui se situe effectivement dans les 30%, on ne peut pas faire tourner la centrale du Bugey aux granulés

Quant aux calculs sur le stockage d'énergie c'est très intéressant aussi. Je vais essayer de faire un comparatif, entre remontées d'eau, chimique, capacitif et air comprimé.

@+

[invitef3bc56df]

Re
Le débat sur la centralisation n'est pas "comment on vas faire pour acheminer tout se bois?", mais "on a des tonnes de déchets de bois plutôt que les bruler dans un coin de ferme, qu'en fait ont?..." J'avais fait un calcul lors de mon DUT, et les déchet de chemin de halage seulement représentait 20 % de la consommation énergétique des transport en France !!!

On peut très bien imaginer les producteur de ces déchet (exploitant forestier et agricoles, propriétaire terriens) se réunissant en coopérative afin de valoriser cette ressource (pellet) voir gazéification par pyrolyse flash dont le rendement avoisine les 70% et produit du méthane (je parle d'installation de bonne puissance) acheminable via GRDF vers les villes. Chaque ensemble urbain (quartier, village) pourrais également posséder des groupes électrogène conçus pour la cogénération au lieu de se chauffer à l'électricité ou au gaz (individuel). Avec les tarifs de rachat, on diminuerais les couts comparé au fossile...

Mais bon ...

[invité576543]

(...)
Conclusion :
Si je ne me suis pas trompé, l'ordre de grandeur n'est pas du tout celui que vous annoncez. Il ne faut pas plusieurs fois le volume de la pyramide de Kéops en biomasse pour produire l'équivalent d'une centrale nucléaire. C'est même l'inverse : le volume de la pyramide de Kéops en granulés bois représente 185 centrales nucléaires !!

Il me semble qu'il y a un facteur 1000 d'erreur, causé par la virgule dans la production de la centrale.

C'est de l'ordre de 26 TWh.

(Il y a de l'ordre de 9000 h par an, une centrale de 4 GW, ça fait des dizaines de TWh annuels)

Cordialement,

[zyket]

Bonjour,

@Michel (mmy)
merci de cette correction.

Dorénavant je ferai attention aux points qui ne sont pas des virgules mais des séparations de milliers . Et puis il faudrait que j'apprenne quelques ordre de grandeurs ...

Donc, YBaCuO a bonne mémoire, il faudrait bien plusieurs (très exactement 5,6) pyramides de Kéops en granulés bois pour faire tourner la centrale du Bugey.

Cordialement.

[zyket]

Bonsoir,

Un petit calcul à propos de l'énergie solaire :

Quelle surface horizontale faut-il pour capter en une jounée l'énergie solaire correspondant à l'énergie électrique consommée en une journée ?

Les données :
- consommation électrique annuelle 486 TWh en 2009 http://www.rte-france.com/uploads/me...nvier_2010.pdf

- énergie solaire reçue par une surface horizontale de 1m² : 1300kWh/m²/an http://www.ademe.fr/midi-pyrenees/a_2_04.html

Les calculs :

Consommation électrique journalière moyenne en France.
486 / 365 = 1,33 TWh/jour

Energie solaire journalière moyenne reçue par 1m².
1300 / 365 = 3,5 kWh/jour/m²

D'où : Surface horizontale recevant l'énergie solaire correspondant à une journée de consommation électrique.
1,33 x 10^12 / 3,5 x 10^3 =380 x 10^6 m²

A titre de comparaison : Il existe 750 000 km de routes en France
http://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9..._fran%C3%A7ais
Si l'on s'intéresse à l'énergie reçue par une bande de 2 mètres de large sur tous les bas côtés du réseau routier français, on obtient une surface, S=7,5 x 10^8 x 2 x 2 = 30 x 10^8 m².
Soit presque 7,8 fois plus que la surface recevant l'énergie solaire correspondant à la consommation journalière.
Autre façon de dire : tout les jours (en moyenne) les bas côtés (2 m de large) du réseau routier français reçoivent en énergie solaire l'équivalent de presque 8 fois la consommation journalière électrique française.

Conclusion:

Actuellement avec un rendement de l'ordre de 10%, des panneaux photovoltaïques sur toute cette surface pourraient produire les 3/4 de la consommation électrique française.
Avec un peu d'investissement en recherche on pourrait arriver à un rendement de 13%. Les bords des routes françaises pourraient alors produire exactement la consommation électrique française.
Rêvons un peu, un peu plus d'investissement : un rendement de 20% et il suffirait d'équiper les 2/3 du réseau routier.

Le gisement solaire existe : Yaka le stocker cf post http://forums.futura-sciences.com/ph...ml#post3072976

Cordialement.

P.S.
Je sais bien que ce petit calcul est du même genre que celui dans le post sur le stockage de l'énergie solaire, mais je ne m'en lasse pas...

[zyket]

Bonjour,

Dans une optique de décentralisation de la production d'énergie, combien de kWh pourraient être stockée sous forme d'énergie potentielle de niveau au dernier étage des bâtiments ? Cette forme de stockage peut-elle être une alternative aux Stations de Transfert d'Energie par Pompage (STEP) ?

La formule E = m x g x h, , où E est l'énergie en Joules, g l'accélération terrestre, m la masse en kg et h la hauteur de chute en m, permet d'effectuer le calcul.

Il nous faut une estimation de la hauteur moyenne des bâtiments de France et la masse d'eau pouvant être stockée au sommet

Dans les règlements de Haussmann à Paris l'immeuble compte 7 étages au maximum au-dessus du rez-de-chaussée,

http://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89tage_(architecture)
hauteur moyenne d'un étage : 3m

En prenant les immeubles Haussmann comme référence, on obtient une hauteur moyenne de 21m. On retiendra 20m.

On peut estimer l'emprise au sol des batiments d'une ville comme Lyon à 1/4 de sa surface.( Estimation personnelle à partir d'une photo satellite de Lyon (grâce à une copie d'écran d'une photo satellite trouvée avec géoportail http://www.geoportail.fr/) et grâce au logiciel ''mesurim'' http://svt.acrouen.<br /> fr/tice/l...logiciels5.htm appliqué sur cette image.)

Surface de la ville de lyon
http://www.lyon.fr/vdl/sections/fr/d...ie_1/?aIndex=1
4 575 hectares fleuves non inclus, soit, sachant que un hectare=10^4m² ,
Conclusion : surface de la ville de Lyon en m² : 4,57×10^7m²

D'où emprise au sol des bâtiments d'une ville comme Lyon : environ 10^7m²

En supposant que l'on puisse stocker une hauteur d'un mètre d'eau au sommet de ces bâtiments (ce qui fait quand même 1 tonne au m². Est-ce techniquement possible ?) on obtient un volume de 10^7 m^3, soit une masse de 10^10 kg.

Donc avec les données suivantes :
- la masse d'eau pouvant être stockée : m = 10^10 kg
- l'accélération terrestre g = 10 m/s²
- une hauteur de chute h = 20 m

E=10^10 x 10 x 20 = 2 x 10^12 Joules soit 2 x 10^6 MJ

Conversion en kWh
1 MJ=0,278kWh d'où 2 x 10^6 x 0,278 = 0,556 x 10^6 kWh soit 0,5 GWh

A titre de comparaison : Consommation électrique journalière moyenne en France. http://www.rte-france.com/uploads/me...nvier_2010.pdf
486 / 365 = 1,33 TWh/jour
Population métropolitaine 62,8 millions d'habitant http://fr.wikipedia.org/wiki/D%C3%A9...e_de_la_France

D'où consommation électrique journalière par habitant : 1,33 x 10^12 /( 62,8 x 10^ 6 )= 21 kWh/jour/habitant

Les 0,5 GWh pouvant être stockés aux sommets des immeubles de Lyon représentent donc la consommation électrique journalière de 0,5 x 10^9 / (21 x 10^3) =23800 habitants

Population de Lyon : 480660 habitant (janvier 2007) http://www.insee.fr/fr/ppp/bases-de-...7&depcom=69123

23800/480660=0,05 , donc

Conclusion :
on pourrait stocker sur les immeubles de Lyon l'énergie correspondant à la consommation électrique journalière d'un vingtième de sa population.

Calculs à vérifier je crains les puissances de 10.

Cordialement.

[invite765432345678]

L'atteinte du meilleur rendement n'est pas toujours le mieux. Il y a eu des modes dans le passée pour construire des centrales à charbon toujours plus efficace en portant l'eau au delà du point critique. Il fallait des aciers spéciaux, on approchait les limites mécaniques. Finalement la fiabilité a eu raison de cette course à la performance, les producteurs sont revenus à des technologies plus matures.

Toutes les centrales au charbon construites depuis quelques années sont du type supercritiques (typiquement 1000MW supercritique).
Contrairement à vos affirmations, on élabore aujourd'hui des aciers (type P9.2) qui supportent des pression et température de calcul de 300 bars- 600°C. On envisage dans un proche futur d'atteindre des températures de 800°C.

Par rapport à la question posée, il n'existe pas de limite à la décentralisation. On pourrait envisager une production décentralisée au niveau d'un quartier par exemple pour maintenir une bonne disponibilité de l'énergie.

Les lignes trés haute tension vont disparaître dans le futur selon mes prévisions.

[YBaCuO]

Pour les centrales à charbon, je suis d'accord. La remarque date de plusieurs décennies.

Pour les lignes à haute tension, elles n'ont aucune raison de disparaître. Elle permettent de faire bénéficier du foisonnement de la production et de la consommation sur un territoire.
Si par miracle une région bénéficie d'une source d'énergie très bon marché lui permettant de se passer d'importation d'électricité, cette région à quand même tout intérêt à se raccorder à ses voisine pour exporter son électricité et leur faire bénéficier d'une électricité à moindre coût.

[invite765432345678]

Pour les centrales à charbon, je suis d'accord. La remarque date de plusieurs décennies.

Pour les lignes à haute tension, elles n'ont aucune raison de disparaître. Elle permettent de faire bénéficier du foisonnement de la production et de la consommation sur un territoire.
Si par miracle une région bénéficie d'une source d'énergie très bon marché lui permettant de se passer d'importation d'électricité, cette région à quand même tout intérêt à se raccorder à ses voisine pour exporter son électricité et leur faire bénéficier d'une électricité à moindre coût.

Vous raisonnez comme les multinationales. Lorsqu'il n'existait qu'une interconnexion au niveau Français dans les années 70, on n'a pas connu de black-out intempestif. Tout au contraire, Paris a été plongé dans le noir il y a quelques années parce qu'un accident avait touché une centrale de production allemande.

Quant à la surproduction d'électricité à certaines périodes obligeant à vendre son courant moins cher, c'est un non sens. Il vaudrait mieux ne pas produire lorsque le besoin est faible ou construire des capacités de stockage plus importantes type Emerald Lakes: http://www.energythic.com/view.php?node=156.

Sur un plan environnemental, les lignes haute tension sont non seulement une atteinte à la beauté des paysages mais également une source de pertes énergétiques importantes.

Le foisement des sources de production actuelle (éolien, photovoltaique, hydraulique, nucléaire, thermique,..) est la conséquence de l'utilisation de technologies inadaptées (manque de flexibilité, coût du combustible élevé et centrales polluantes, production aléatoire non adaptée à la demande,...).

Donc, je persiste et signe: les lignes HT vont disparaître dans le futur.