Le solaire concentré : maintenant !

[invite29a9c993]

La totalité de l'électricité consommée dans le monde peut être produite par une centrale solaire à concentration d'une surface équivalente à 1% de celle du Sahara, ceci à un coût comparable aux énergies fossiles. Qu'en pensez-vous ?



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[invite0324077b]

j'aimerai bien verifier le calcul

surface du sahara je pourrai le trouver

mais qui peut me donner la totalité de l'electricité consomé dans le monde ?

[invite29a9c993]

Prenons comme base de calcul une centrale solaire commerciale en fonctionnement aujourd'hui, PS10 de San Lùcar près de Séville.

Vidéos de la centrale (de nombreuses autres centrales de ce type sont en construction en Espagne en ce moment) :
- video "solar power", en anglais
- vidéo "Plataforma Solar en Sanlúcar la Mayor", en espagnol

Caractéristiques de PS10 :
- Surface de 55ha
- Fourniture annuelle de 20,4 GWh d'électricité

- Consommation mondiale en électricité : 16 000 TWh /an
- Insolation Séville : 1500 kWh /an
- Insolation Sahara : > 2800 kWh/an (2 fois plus qu'à Séville)

Bilan :
- 1 TWh <-> 2,5km2 de centrale solaire (à Séville, 2 fois moins dans le Sahara)
- 16 000 TWh <-> 48 000 km2
- Surface de la France : 550 000 km2
- Surface du Sahara : 9 065 000 km2

Sur la base de la performace de PS10, 0,5% de la surface du Sahara est nécessaire pour répondre en l'intégralité de la demande mondiale en électricité. Mais l'insolation est plus élevé dans le Sahara qu'à Séville, d'où une surface nécessaire encore plus faible (de l'ordre de 0,3%).

Sachant que 90% de la population mondale vit à moins de 2700km d'un désert chaud sur la planète et que les pertes sont de 3% pour 1000km avec les cables HVDC, le potentiel du CSP est tout simplement énorme.

C'est bien pour cela que le Gouvernement allemand s'engage avec détermination dans cette voie.

Plus de données :
Rapport MED-CSP du German Aerospace Center
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Erreur de calcul, désolé :

1 TWh <-> 26,9 km2

16 000 TWh <-> 431 000 km2 = 5% de la surface du Sahara.

Sur la base de la performace de PS10, 5% de la surface du Sahara est nécessaire pour répondre en l'intégralité de la demande mondiale en électricité.
Mais l'insolation est plus élevé dans le Sahara qu'à Séville, d'où une surface nécessaire encore plus faible (de l'ordre de 2 à 3%). Et l'on est est qu'au début : des progrès seront accomplis dans les années à venir. 2 à 3% aujourdhui. 1% dans quelques années (CSP based collector, voir FRESDEMO, PSA, photo ci-dessus, avec cultures sous les miroirs : pas d'espace perdu).

Le chiffre de 1% de la surface du Sahara sert à illustrer le potentiel du CSP.
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Des scientifiques israéliens vont révolutionner le monde de l’énergie en magnifiant le soleil 1000 fois :

C’est un évènement historique. Le centre de recherche solaire du Néguev permettrait une production d’énergie propre et quasi gratuite.
(...)

* prière de ne pas faire de citation in extenso
* Suivre les liens dans l'article pour la vidéo associée
Yoghourt

L'astuce : une cellule photoélectrique qui résiste aux très hautes températures du solaire concentré. Couplage solaire concentré - solaire photovoltaïque

[polo974]

45kW/m², avec 1000 soleils, c'est 45W/m² alors qu'il en tombe 1000W/m², donc rendement inférieur à 5%... pas de quoi pavoiser.

Professor David Faiman ... has invented a reflector capable of magnifying the sun a thousand times

(prof ... a inventé un mirroir capable de concentrer le soleil 1000 fois)
C'est l'inventeur de l'eau tiède, à Odeillo (cocorico...), c'est 10 000 fois...

Donc avec un rendement de 5%, 1000 soleils, ça doit chauffer grave, de quoi faire tourner au choix une machine à vapeur, un moteur stirling, avec des rendement de l'ordre de 30 à 40%...

Bref, rien de neuf sous le soleil...

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite29a9c993]

C'est vrai que cet article (même s'il indique un lien vers une vidéo CBS qui est chouette) est maladroit car il n'indique pas clairement en quoi les travaux de Faiman sont un réel progrès : il a réalisé une cellule photovoltaïque capable de résister aux hautes températures du solaire concentré. (couplage solaire concentré / PV) Cet article est plus clair : http://www.cbc.ca/news/reportsfromab.../20070815.html

Dr Faiman : "By concentrating the light a thousand times, we were able to produce 1,500 watts from a cell that normally gives only one watt" - Faiman and his team have been experimenting with using concentrated sunlight and a very durable solar panel to produce more electricity than ever thought possible

[invité576543]

Comme indiqué, le rendement en énergie par surface n'a rien de révolutionnaire.

Mais il y a peut-être un progrès réel, selon le coût énergétique du dispositif. On remplace disons 10 m² de cellules PV par 10 m² de verre et 100 cm² de cellules. Il est possible que le coût énergétique de l'ensemble soit bien inférieur, ce qui revient à diminuer l'un des inconvénients principaux du PV. (Mais pas tous, reste le défaut de la variation dans le temps et la difficulté de stocker l'énergie électrique...)

Cordialement,

[invite29a9c993]

(Mais pas tous, reste le défaut de la variation dans le temps et la difficulté de stocker l'énergie électrique...)

Cordialement,

Oui cette question du stockage est centrale : et à ce sujet le système de Faiman présente la même faiblesse que le couple parabole/moteur Stirling et que le PV.

L'intérêt majeur des centrales solaires à concentration type PS10 (Sanlúcar la Mayor, Séville) ou Nevada Solar One est que la chaleur obtenue peut être stockée : la production électrique est continue, même quand le soleil a disparu.

Ceci dit, dans le cadre d'un réseau HDVC mondial (Hight Voltage Direct Current), la question du stockage ne se pose plus : les échanges d'un méridien à l'autre sont possibles avec peu de pertes (inférieures à 3% pour 1000km).

[invité576543]

(inférieures à 3% pour 1000km).

Ca fait quand même 26% de perte pour 10000 km. Chauffer à l'électrique à minuit en hiver se fait dans ce cas!

Et ça se rajoute à la perte dans la direction N/S si on met les centrales uniquement dans la zone équatoriale. Au cercle polaire, on est au minimum à 5000 km du tropique, soit 14% de pertes systématiques.

Cordialement,

[invité576543]

Z'avez pas de références plus scientifiques ou techniques que YouTube ???

Cordialement,

[invite29a9c993]

Une liste de références sur site web d'ObjectifTerre qui est dans son profil - Yoghourtici (voir rubriques dossiers et sites)

Un rapport de référence du German Aerospace Center : lien vers le site dans le message #3, fichier MED-CSP_Full_report_final.pdf (11 mégas)

[wizz]

http://objectifterre.over-blog.org/

10% de l'électricité francaise provient encore de la combustion de charbon et de gaz fossile, combustion qui génère des gaz à effet de serre qui perturbent le climat mondial. D'un point de vue théorique, et sur la base du coût de PS10 (hypothèse très haute car plus les projets sont importants et plus le coût du MW installé baisse) remplacer ces 10% fossiles par une nouvelle centrale solaire (constituée de sous unités en Espagne, au Maroc, en Lybie ou en Algérie) nécessiterait un investissement de 71,7 milliards d'euros. C'est 50% du chiffre d'affaire annuel de la compagnie pétrolière Total.

On voit là les limites scientifiques de ce site...
YAKA remplacer ceci par cela.
Il faut savoir que l'essentiel de ces 10% à base d'énergie fossile sert à réguler la production par rapport à la demande, chose qu'une centrale nucléaire ne peut pas.
C'est très joli de vouloir remplacer cette production par une centrale solaire. Mais je doute que ce soit possible.

[invite29a9c993]

Ca fait quand même 26% de perte pour 10000 km.

C'est moins que 3% pour 1000km avec l'HVDC.

Et une autre technologie émerge avec des pertes encore inférieures :
Ultra High Voltage DC Systems

Au cercle polaire, on est au minimum à 5000 km du tropique, soit 14% de pertes systématiques.

90% de la polulation mondiale vit à moins de 2700km d'un désert chaud.

[inviteab11f58a]

Bref, rien de neuf sous le soleil...

C'est vrai que c'est un peu n'importe quoi cet article...
Ca fait un bon bout de temps que l'on sait fabriquer des miroirs paraboliques qui concentrent bien au delà de 1000 soleils (pour reprendre l'exemple de polo974, les paraboles d'odeillo concentrent 10 000 fois le soleil et elles datent..de la seconde guerre mondiale. Autant dire que c'est pas très récent).

Ensuite à lire l'article, on dirait que les cellules à concentration ont été inventées hier. Or ça fait 30 ans que ça existe. Désolé mais de ce point de vue, Faiman n'a rien inventé de nouveau (d'ailleurs à ma connaissance, les gens de Ben Gurion ne fabriquent pas de cellules, ils travaillent sur des cellules espagnoles, allemandes et américaines...).

Ensuite l'échauffement de ces cellules est relativement faible (quelques dizaines de degrés grand maximum). En aucun cas les cellules ne sont soumises à de très hautes températures.

Enfin, les chiffres sont carrément à coté de la plaque puisque comme le disait polo, une densité de puissance photovoltaïque de 45000kW/m² pour une concentration de 1000 soleils, ça fait un rendement de conversion inférieur à 5% alors que cette technologie permet justement d'améliorer sensiblement les rendements de conversion par rapport au photovoltaïque conventionnel (à ce jours, les américains de spectrolab ont atteint 40,7% sous 240 soleil).

Personnellement, je suis un fervent partisan de ce type de technologies à concentration, mais ce genre d'article approximatif ne fait que desservir la (noble) cause qu'il est censé défendre...

[inviteab11f58a]

Enfin, les chiffres sont carrément à coté de la plaque puisque comme le disait polo, une densité de puissance photovoltaïque de 45000kW/m² pour une concentration de 1000 soleils, ça fait un rendement de conversion inférieur à 5% alors que cette technologie permet justement d'améliorer sensiblement les rendements de conversion par rapport au photovoltaïque conventionnel (à ce jours, les américains de spectrolab ont atteint 40,7% sous 240 soleil).

Ah oui, ce rendement record de 40.7% vient d'être battu par une autre équipe américaine (la technologie utilisée est un peu différente...).

A trick of the light :

In late July University of Delaware researchers Honsberg, 40, and Barnett, 67, set a world record for solar efficiency, converting 42.8% of the sun's radiation into electricity with their prototype cell. That's almost three times as efficient as commercial solar cells. "We think we can do 50%," says Barnett. He and Honsberg are working to build practical devices by 2010, with support from the U.S. military and an industrial group led by DuPont.