Energie solaire : précisons...

[reducoil]

Bonjour à tous,

Je me permets d'ouvrir un topic pour étudier plus précisément le cas de l'énergie solaire. Je ne pense pas que ca ait déjà été fait exactement de cette manière sur ce forum (si vous pensez que si prévenez moi). Je considère ici uniquement l'énergie solaire pour produire de l'énergie électrique par exemple, concrètement, les panneaux solaire; bref pas de la géothermie.

D'abord, pourquoi :
Tout simplement parce que nous sommes tous d'accord sur le fait que c'est une énergie abondante et gratuite (dans le sens ou il suffit de sortir dehors pour se rendre compte de son efficacité), et que notre difficulté aujourd'hui c'est de la capter.

Donc j'aimerai qu'on rassemble ici les chiffres qui ont été évoqués dans certains sujet, les compléter, pour pouvoir ensuite réfléchir un peu plus clairement sur cette possibilité pour l'avenir.

Plus précisément, on peut commencer par répondre aux questions suivantes :
1- Aujourd'hui, quelles sont les principales technologies (si il y en a plusieurs), et pour chaque : cout énergétique et financier de production, rendement, puissance moyenne fournie par m² par exemple, durée de vie, retour sur investissement économique et écologique.
2- si on considère que demain, on décide de produire 10 fois plus de panneaux solaire : quelles influences sur le cout énergétique et financier de production?

A partir des premières réponses, on pourra avancer dans le "questionnement".

Voila, ca interesse quelqu'un? Si ca plait a personne ben on ferme le sujet... mais bon quand on fait le bilan des sources d'énergie, celle ci semble vraiment incontournable pour notre futur, alors ce serait bien de s'y intéresser "massivement" peut etre.

j'attend vos réponses

[Jo]

Salut!

Je n'ai pas l'audace de repondre a toutes tes questions, mais j'aimerais apporter a ce sujet quelques remarques:

1) Le fait que la source principale soit le Soleil, necessite directement un conditionnement de l'energie recue (stockage, ...) pas toujours evident a gerer (ben oui, si on veut que ca fonctionne la nuit ... ).

2) Le rendement global d'une cellule photovoltaique fait qu'il faudrait deployer des installations considerables pour subvenir a de gros besoins.

3) Moins de fils dans la nature !


Je pense que l'energie solaire devrait etre utilisée pour les luxes. Par exemple, en été, on pourrait utiliser l'energie du Soleil pour:
- climatiser (et refroidir en general, ventilos, ....)
- chauffer des piscines
- rouler en voiture (ben oui, au revoir les emissions d'oxydes de carbones, ...).

Mais bon avant tout cela, il faudrait peut-etre commencer par ne pas user d'energie pour rien en general, et cela n'est pas gagné ... .

[Cécile]

Salut,

Aujourd'hui, quelles sont les principales technologies (si il y en a plusieurs), et pour chaque : cout énergétique et financier de production, rendement, puissance moyenne fournie par m² par exemple, durée de vie, retour sur investissement économique et écologique.

Pour produire de l'électricité à partir de soleil, je ne connais que deux techniques : le photovoltaïque, et les centrales solaires à concentration. Ce sont deux usages différents : le photovoltaïque est surtout pour les particuliers, c'est une énergie très déconcentrée, pouvant être posée sur chaque toit bien orienté. Le principal problème n'est pas son rendement (il y a de quoi fournir l'électricité d'une maison sur chaque toit) mais son coût.
Les centrales à concentration, quant à elles, concentrent le rayonnement solaire sur un récepteur qui le transforme en chaleur à haute température. On chauffe ainsi de l'eau, qui se transforme en vapeur qui fait tourner une turbine. C'est utilisable uniquement dans les pays chauds (mais ça irait dans le sud de la France), et pour un usage plus massif de l'électricité. Ca permet aussi un stockage de quelques heures (idéal pour l'utilisation en soirée). Il y a deux projets de ce type en Espagne.
Pour les coûts, il est plus difficile de répondre, car ce sont des technologies en plein progrès (ben oui, les recherches là dessus n'ont pas été énormes jusqu'à présent, même si elles n'étaient pas nulles). En revanche, le retour sur investissement énergétique est de 2 à 4 ans pour les cellules photovoltaïques (qui sont garanties 20 ans avec 95 % de leur rendement de départ) et de moins de six mois pour les centrales solaires à concentration.

Le fait que la source principale soit le Soleil, necessite directement un conditionnement de l'energie recue (stockage, ...) pas toujours evident a gerer (ben oui, si on veut que ca fonctionne la nuit ... ).

AUtre solution : l'envoyer sur le réseau, et compenser la nuit avec les sources d'électricité plus souples.

Le rendement global d'une cellule photovoltaique fait qu'il faudrait deployer des installations considerables pour subvenir a de gros besoins.

Le but du photovoltaïque n'est clairement pas les besoins industriels, mais le marché des particuliers.

Moins de fils dans la nature !

Et une source d'énergie de secours en cas de tempête (si, si , les cellules résistent aux tempêtes, sauf si un arbre leur tombe directement dessus. La preuve : elles sont très présentes dans les DOM-TOM où passent de nombreux cyclones).

- climatiser (et refroidir en general, ventilos, ....)

La clim solaire existe, et je trouve le principe super : plus il fait chaud, plus on en a besoin, et plus ça marche

- chauffer des piscines

Oui, mais c'est du solaire thermique, il serait stupide de passer par la phase électricité. Certaines piscines municipales sont chauffées partiellement au solaire.

- rouler en voiture (ben oui, au revoir les emissions d'oxydes de carbones, ...).

Là, c'est pas évident. Je ne vois pas des cellules sur le toit de ta voiture (trop lourd, pas assez efficace, problèmes de stockage). Commençons déjà par faire la voiture électrique.

Mais bon avant tout cela, il faudrait peut-etre commencer par ne pas user d'energie pour rien en general, et cela n'est pas gagné ... .

Oui.

[Quisit]

je pense que le message de Reducoil était justement prospectif, c'est à dire faire le topo de l'existant, de ce qui est dans les labo, et de tracer une prospective raisonnable sur cette techno.

L'idée me plait, pour une fois je vais essayer de donner mes sources

il faudrait classer ça en

- energie reçue en europe, au moyen orient etc. par m²
- surface de toit orientés au sud ou toits - plats pouvant être equipés en france
- rendement maximum théorique possible hors techno (enrergie reçue - moins energie renvoyée par reflexion sur les vitrages ou les cellules)

- rendement actuel des différentes technos
- évolutions des différentes technos

- les nouvelles technos, celles qui augmentent le rendement, celles qui abaissent les couts

- le stockage

etc.

[Cécile]

Le problème de ce genre de prospective, c'est qu'elle ne dépend pas uniquement de la technologie, mais aussi beaucoup des politiques d'incitation. Car
- les technologies progresseront peu si les sommes consacrées aux recherches varient en même temps que les prix du pétrole, comme c'est le cas depuis longtemps. De telles recherches nécessitent un effort soutenu sur de nombreuses années.
- le passage à la phase industrielle nécessite une aide ponctuelle des pouvoirs publics afin d'atteindre les volumes suffisants pour être rentables.
- certains freins restent fort, comme la difficulté pour un producteur particulier de se connecter au réseau en France (alors que c'est plus facile ailleurs... centralisme, quand tu nous tient). Ce type de frein n'est pas technologique mais culturel.

Il est néanmoins intéressant de faire une prospective technologique (je ne souhaite pas te décourager, au contraire), mais il faut savoir qu'il y a une marge énorme entre ce qui peut se faire techniquement et ce qui se fait effectivement.

[kalywake]

…un topic pour étudier précisément le cas de l’énergie solaire.

Très bon sujet, Reducoil, qui vaut la peine d’être étudié (ce n’est pas moi qui allait dire le contraire ).

…uniquement l’énergie solaire pour produire de l’énergie électrique par exemple, concrètement, les panneaux solaires; Bref pas de la géothermie.

Soyons bien d’accord qu’il s’agit de l’énergie solaire délivrée sous toutes ses formes ?! Pas seulement sous forme électrique.

…c’est une énergie abondante et gratuite (dans le sens ou il suffit de sortir dehors pour se rendre compte de son efficacité), et que notre difficulté aujourd’hui c’est de la capter.

Abondante, c’est le moins qu’on puisse dire puisque nous recevons chaque jour plusieurs milliers de fois l’énergie que nous consommons. Les estimations varient entre 1 500 et 15 000 fois, suivant comment les calculs sont fait… Bref, un potentiel colossal !

A titre d’exemple, si on exploitait totalement la surface de nos toitures, on aurait pratiquement suffisamment d’énergie pour subvenir à tous nos besoins énergétiques. Reste qu’il faut résoudre les problèmes de stockage.

Au sujet du stockage, une bonne partie des recherches nécessaire pour l’avancé du solaire consiste à développer de bonnes solutions de stockage. Il faut savoir que nous possédons d’ores et déjà quelques technologies adéquates pour cela. Je ne parle pas des batteries au plomb, mais d’autres techniques comme par exemple : le stockage sous forme thermique (cuves dotées d’une bonne isolation, remplies d’eau chaude ou de sels fondus), les piles à combustible, les volants d’inerties (qui semble très prometteur), ou encore les retenues d’eau.
En somme, il y a de quoi faire !

Là où il y a beaucoup à faire aussi, est au niveau de l’information, afin d’ôter certains préjugés néfastes au développement du solaire. En cela ce topic est utile.

[kalywake]

Le chauffage de l’habitat et des locaux représente à peu près un quart de la consommation énergétique mondiale.
Avec une installation d’une surface de panneaux solaires thermiques approximativement égale au quart de la surface à chauffer, couplée avec une cuve de stockage d’eau dimensionnée en proportion d’un mètre cube par mètre carré de capteur, isolée convenablement, on assure la production d’eau chaude sanitaire ainsi que le chauffage sur toute l’année si celui-ci est un système au plancher, basse température (eau à 26°C). A cela, il convient bien évidemment d’avoir une bonne isolation des locaux.

Pour exemple : Une maison de 100 m², équipée de 25 m² de panneaux, devrait être équipée d’une cuve d’eau de 25 m3, afin de stocker suffisamment de chaleur pour les jours sans soleil.

Ces valeurs sont à moduler en fonction du lieu. Pour information, à midi (heure solaire), par temps clair, il arrive au sol environ 500 W par m² perpendiculaire au soleil à Lille, à la fin du mois de décembre, tandis qu’il arrive environ 1000 W par m² à Toulouse, à la fin du mois de juin.

Pour une meilleure répartition annuelle du captage solaire, il est plus judicieux de placer les panneaux en façade, c’est à dire à la verticale, plutôt qu’à l’horizontal.

A terme, ainsi équipé, le chauffage de l’habitat et des locaux pourrait être assuré pour une très large part par l’énergie solaire, de manière compétitive et avec un impact négatif sur l’environnement quasi nul. Même si ça ne résout pas le problème énergétique de l’avenir dans son ensemble, il y a, juste avec cette manière de faire, moyen d’y répondre à hauteur de 15 à 25 % sur le total du bilan énergétique.

[kalywake]

1 m² de capteur solaire réduit jusqu’à 300 kg/an les rejets de gaz carbonique lorsqu’il se substitue à une chaudière au fioul. Cela correspond à la quantité de CO2 qu’émet une voiture qui parcourt 2 000 Kms. (Source : un document EDF dont j’ai perdu la trace ).

[Quisit]

Une apparté avant d'apporter des docs, j'ai trouvé ça ce matin :
"Les matériels photovoltaïques sont cependant sous-utilisés actuellement dans l'Union européenne malgré le soutien actif apporté par la Commission aux projets de recherche, de développement et de démonstration dans ce domaine sous la forme d'un financement de plus de 200 millions d'euros pour quelque 200 projets au cours des dix dernières années. "

200 millions sur 10 ans pour toute l'europe ... ce serait à pleurer de rire.
à comparer avec les trois milliards d'euros nécéssaires uniquement pour la France pour la création du premier réacteur EPR...le tout basé sur une technologie très proche de l'existante. vivement les subventions sur les surgénérateurs (combien, vous avez dit 6 milliards d'euros ?) - je suis pour l'epr, mais donnons aussi au solaire 3 M€

[Chris77]

Pour exemple : Une maison de 100 m², équipée de 25 m² de panneaux, devrait être équipée d’une cuve d’eau de 25 m3, afin de stocker suffisamment de chaleur pour les jours sans soleil.

Je signale qu'1m3 équivaut à 1000 litres, ce qui est considérable. Avec 25 m3, on peut remplir une piscine... Où va-t-on mettre autant d'eau dans une maison/appart ? Ou alors c'est un peu trop surdimensioné... (en général 200 à 300 litres d'eau dans le chauffe eau pour une maison familiale).

[Quisit]

non Chris, là il s'agit de stockage annuel. La solution existe déjà en allemagne. La citerne est enterrée dans le jardin. Le record est pour un village entier relié a ce système.
Ce que tu décris (300 à 500 litres d'eau) est un système solaire combiné "classique" à stockage journalier .

[reducoil]

merci pour toutes vos réponses,

il y a déjà bcp de choses intéressantes, je n'ai pas eu le temps de répondre au fur et a mesure. J'aimerai d'abord recentrer un petit peu sur l'idée de départ (concernant le photovoltaique) : mon but est un peu d'évaluer, en se basant sur des chiffres, à combien reviendrai (ds le sens à la fois financier et écologique) la fabrication de panneaux solaires si la production était par exemple 20 fois supérieure à celle d'aujourd'hui (j'ai aucune idée de la production actuelle)....

Car Cécile a précisé que le retour sur investissement énergétique se fait en qques années, donc au final, par rapport a la duree de vie, c'est mieux que le nucléaire ! alors si la production généralisée permet de faire chuter les prix de prod, notre energie solaire devient presque compétitive ! Donc c'est pour cela que j'avais posé mes questions au début. Evidement on a les inconvénient d'une énergie irrégulière etc mais le but n'est pas de remplacer le nucléaire bien sur! c'est juste d'utiliser plus d'énergie propre.

donc :
Combien coutent les panneaux solaire aujourd'hui ? dans ce montant, d'ou vient la majeure partie? (energie, matériaux spéciaux, ...) ??
Quelle est la puissance moyenne fournie par un metre carré de panneau solaire (intégré sur une année par exemple) dans une ville comme Bordeau? (je connais pas du tout les chiffres) ?

[reducoil]

Pour produire de l'électricité à partir de soleil, je ne connais que deux techniques : le photovoltaïque, et les centrales solaires à concentration. .

En fait dans mon premier post je considérais plutot le photovoltaique, et je voulais dire, est-ce qu'il y a plusieurs sortes de photovoltaique, avec par ex des rendements et coûts différents, etc.. Mais merci pour ton explication !

La clim solaire existe, et je trouve le principe super : plus il fait chaud, plus on en a besoin, et plus ça marche

C'est clair c'est nickel ce principe !

Là, c'est pas évident. Je ne vois pas des cellules sur le toit de ta voiture (trop lourd, pas assez efficace, problèmes de stockage).

AH bon, lourd? ca je savais pas... j'aimerai bien avoir plus d'info, car une voiture hybride avec un panneau solaire dessus semble l'idéal : bien sur il ne s'agit pas de "rouler au solaire", mais lorsque tu utilises ta voiture une heure ds la journée et qu'elle "recoit de l'energie" pendant 12h, c'est peut etre pas négligeable pour recharger un peu la batterie ! (ici aussi il faut des chiffres) et puis si il fait vraiment pas beau, tu t'en fou, ya tjrs le "fonctionnement normal"! bon evidement aujourdui cette voiture couterait cher, mais bon quand on voit comment toyota a investi dans sa prius...

[Cécile]

est-ce qu'il y a plusieurs sortes de photovoltaique, avec par ex des rendements et coûts différents

Oui. Il y a le silicium monocristallin, qui a les meilleurs rendements mais qui est le plus cher. Le silicium polycristallin, le plus utilisé. Et des technologies couche mince qui sont en développement, et qui pourraient permettre de bien réduire les coûts. Le reste (polymères...) est futuriste. Il y a un très bon dossier du CEA là dessus : http://www.cea.fr/fr/Publications/cl...-energ-sol.pdf

Combien coutent les panneaux solaire aujourd'hui ?

Sur le site de Photowatt, un module de 0,5 m2 environ coûte 307 euros (http://www.photowatt.com/home/home_u...5e15c77b61d4b9). Pose non comprise. Il faut éventuellement ajouter quelques accessoires électriques (celui qui transforme le courant continu en courant alternatif, par exemple, dont je ne me rappelle plus du nom).
Je ne sais plus trop la répartition des coûts. La fabrication plaques de silicium (wafers) coûte déjà cher (beaucoup de casse lors de l'usinage). Puis il faut fabriquer les cellules, qui demande une quinzaine d'étapes (dopage, dépôt d'une couche anti-reflet, mise ne place de la grille conductrice chargée de collecter le courant...). Puis les cellules sont assemblées pour former le module .

Quelle est la puissance moyenne fournie par un metre carré de panneau solaire (intégré sur une année par exemple) dans une ville comme Bordeau? (je connais pas du tout les chiffres) ?

Regarde sur www.ademe.fr/midi-pyrenees/a_2_08.html

le retour sur investissement énergétique se fait en qques années, donc au final, par rapport a la duree de vie, c'est mieux que le nucléaire !

Je ne sais pas, il faut calculer.

[Canberra]

Puisque nous en sommes à répertorier les possibilités du solaire, il existe un projet australien d'une tour solaire qui fournirait de l'électricité pour 200 000 foyers.
Le principe repose sur la captation des rayons solaires --> vitesse de l'air --> électricité.