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Bateaux solaires autonomes ?



  1. #1
    _Ulysse_

    Bateaux solaires autonomes ?


    ------

    J'ai fait quelques calculs rapides et je me demande si des navires de transports
    solaires ne seraient pas viables techniquement et économiquement.

    Deux solutions : Solaire photovoltaique et batteries au plomb.
    seconde solution : Centrale à concentration solaire avec réservoir thermique?

    Je ne sais pas si la seconde solution est viable techniquement.

    Pour la première :

    En considérant un navire de grande dimension : 300 mètres par 70.
    celui-ci peut disposer d'environ 20 000 mètres carré de panneaux.
    Avec un rendement de 30%.
    En considérant un ensoleillement moyen avec la nuit de 500W au mètre carré.

    20 000 * 0,3 * 500 = 3 méga watts.

    Sachant qu'une telle installation coute de l'ordre de 20 millions d'euro.

    Pour un tel navire, la puissance moyenne pour le déplacer est de l'ordre de 4000ch soit environ 3Mw on peut donc disposer d'assez de puissance.
    (Pour donner une idée, les moteurs du france ont étés changés pour deux moteurs de 5500ch de puissance maximum)

    Ensuite il faut des batteries au plomb. Alors quelle quantité d'énergie faut il stocker? Pour 1 jour? 2,3,7 jours? Je ne sais pas bien.
    Quelle est le prix des batteries au plomb à 50wh/kg à 75wh/Kg (seconde génération)?

    Un tel navire n'aurait pas besoin de carburants.

    En diesel, ce navire aurait besoin d'environ 900 000 litres de mazout pour 30 jours d'autonomie. Le plein doit couter environ 500 000 euros. Avec 10 plein par ans sur 10 ans cela fait 50 millions d'euros. Il reste donc 30millions de marge pour les batteries, cela est il suffisant?

    Pour la centrale solaire, l'avantage serait qu'on a pas besoin de batterie.
    par contre quel est le rendement de ce genre de système? Es ce possible de déplacer un navire avec cette solution?

    -----

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  3. #2
    _Ulysse_

    Re : Bateaux solaires autonomes?

    Gilleh38 : Avant même au tu répondes, je sais que pour toi cela n'est pas possible.

  4. #3
    Cécile

    Re : Bateaux solaires autonomes?

    Des cellules commerciales à 30 % de rendement, j'en connais pas.
    D'une manière générale, j'aurais tendance à dire que le vent est plus efficace que le soleil pour faire avancer un bateau. On peut éventuellement combiner les deux, mais un bateau avançant uniquement au soleil, j'ai du mal à l'imaginer (manque de puissance).
    As-tu aussi calculé le surpoids (panneaux photovoltaïques + batteries) ? Ca ne doit pas être négligeable.

  5. #4
    _Ulysse_

    Re : Bateaux solaires autonomes?

    Citation Envoyé par Cécile Voir le message
    Des cellules commerciales à 30 % de rendement, j'en connais pas.
    D'une manière générale, j'aurais tendance à dire que le vent est plus efficace que le soleil pour faire avancer un bateau. On peut éventuellement combiner les deux, mais un bateau avançant uniquement au soleil, j'ai du mal à l'imaginer (manque de puissance).
    As-tu aussi calculé le surpoids (panneaux photovoltaïques + batteries) ? Ca ne doit pas être négligeable.
    Arf 900 tonnes de carburant c'est beaucoup aussi.
    Sinon un bateau de cette dimension peut facilement dépasser les 200 000 tonnes, je crois vraiment que le poids n'est pas un pb.

    Admettons 10 Kg pas mètre carré ca fait 200tonnes! Autant dire rien du tout.

  6. #5
    invite765732342432
    Invité

    Re : Bateaux solaires autonomes?

    Citation Envoyé par Cécile Voir le message
    As-tu aussi calculé le surpoids (panneaux photovoltaïques + batteries) ? Ca ne doit pas être négligeable.
    Sans compter le nettoyage des capteurs... l'eau de mer laisse très rapidement des dépôts de sel, surtout sur une surface chaude !
    Les performances des capteurs doivent tomber en chute libre au bout de quelques jours...
    De plus, imaginer toute la surface du bateau recouverte me semble peu réaliste:
    - les conténaires (orthographe ?) sont souvent à l'air libre (sur les porte-conténaires)
    - ça doit être dur pour un marin de ne jamais pouvoir aller sur le pont... ça transforme quasiment les conditions de vie d'un bateau en celles d'un sous-marin.

    Mais le concept est intéressant. Il faudrait des calculs vraiment précis et réalistes pour voir si c'est envisageable ou non.

  7. A voir en vidéo sur Futura
  8. #6
    _Ulysse_

    Re : Bateaux solaires autonomes?

    Il existe les panneaux à concentration :
    http://fr.wikipedia.org/wiki/Panneau..._concentration

    Mais peu importe. Il existe je crois depuis peu des panneaux classiques à 22% de rendement sur le marché. Il y a beaucoup de progrès réalisés dans ce domaine.

    Sinon lorsque je dis 500W par mètre carré c'est un peu sous-estimé aussi. On doit plutôt être à 750. Alors même avec un rendement à 15% on a toujours assez de puissance.

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  10. #7
    _Ulysse_

    Re : Bateaux solaires autonomes?

    Citation Envoyé par Faith Voir le message
    Sans compter le nettoyage des capteurs... l'eau de mer laisse très rapidement des dépôts de sel, surtout sur une surface chaude !
    Les performances des capteurs doivent tomber en chute libre au bout de quelques jours...
    De plus, imaginer toute la surface du bateau recouverte me semble peu réaliste:
    - les conténaires (orthographe ?) sont souvent à l'air libre (sur les porte-conténaires)
    - ça doit être dur pour un marin de ne jamais pouvoir aller sur le pont... ça transforme quasiment les conditions de vie d'un bateau en celles d'un sous-marin.

    Mais le concept est intéressant. Il faudrait des calculs vraiment précis et réalistes pour voir si c'est envisageable ou non.
    J'ai pensé au pb des conteneurs. On peut imaginer disposer les panneaux sur des voûtes recouvrant ces derniers.
    Cela permettrais en plus qu'ils soient moins exposés au soleil.
    Pour le nettoyage des panneaux à cause du sel, un simple système de rincage peut suffire. En disposant une couche protectrice transparente sur les panneaux, on peut déjà les protéger efficacement et faciliter le nettoyage.

  11. #8
    _Ulysse_

    Re : Bateaux solaires autonomes?

    Je sais aussi que l'on devrait bientôt disposer de panneaux souples, que l'on peut alors disposer sur des bâches.

  12. #9
    invite765732342432
    Invité

    Re : Bateaux solaires autonomes?

    Citation Envoyé par _Ulysse_ Voir le message
    Il existe les panneaux à concentration :
    http://fr.wikipedia.org/wiki/Panneau..._concentration
    Juste un extrait: "ce type de dispositif à l'inconvénient d'accroitre la complexité et la maintenance. Il faut ensuite lutter contre la chaleur excessive, préjudiciable au rendement des cellules. Enfin, ces modules plus complexes sont plus fragiles, plus délicats à transporter et à monter."

    Sur un bateau, pour des temps de trajets très longs et avec des conditions déplorables (sel, vent, embruns, ...) Je ne pense pas que ce soit un pari envisageable à court terme.

    J'ai pensé au pb des conteneurs. On peut imaginer disposer les panneaux sur des voûtes recouvrant ces derniers.
    Des voutes n'ont pas une forme très adaptées à des panneaux solaires

    Pour le nettoyage des panneaux à cause du sel, un simple système de rincage peut suffire.
    Ce système n'est pas aussi simple qu'il n'y parait:
    - le sel ne part pas si facilement que ça à moins d'un rinçage quotidien
    - l'eau de rinçage doit être très peu minéralisée sous peine de faire d'autres traces => où se procurer tant d'eau ?
    - l'automatisation du rinçage est très difficile avec des capteurs mobiles (ce qui est indispensable sur un bateau pour que les capteurs soient toujours face au Soleil) et on parle de 2 hectares de panneaux !

    Honnêtement, je n'y crois pas du tout. Dans ce domaine, je serais plus enclin à penser que le vent est une meilleure solution (voilier et/ou cerf-volant)

    [EDIT]
    Je sais aussi que l'on devrait bientôt disposer de panneaux souples, que l'on peut alors disposer sur des bâches.
    Très mauvais rendements et en plus, non-orientables !

  13. #10
    _Ulysse_

    Re : Bateaux solaires autonomes?

    J'ai pas parlé de panneaux orientables, ce serait trop cher et trop compliqué.

    Les panneaux à concentration c'est juste pour dire que si il existe des panneaux à 30% de rendement sur le marché aujourd'hui.

    Pour les voiles, je veux bien mais cela a le défaut de ne marcher que lorsqu'il y a du vent. Des navires de transports ne peuvent pas se permettre de prendre des jours de retards si les vents ne sont pas "favorables", en plus la vitesse moyenne ne serait pas la même. La seule chose que cela puisse permettre c'est de diminuer la consommation.

    Sinon il y a une solution : des voiles avec des panneaux souples. Combinaison des deux sources d'énergie.

  14. #11
    remyb

    Re : Bateaux solaires autonomes?

    Dans ton premier post, tu donnais 500W de moyenne en comptant la nuit.
    Comment tu fais pour passer à 750W de moyenne ?
    Citation Envoyé par _Ulysse_ Voir le message
    Sinon lorsque je dis 500W par mètre carré c'est un peu sous-estimé aussi. On doit plutôt être à 750.
    Surtout sans suivie 2 axes du soleil :
    Citation Envoyé par _Ulysse_ Voir le message
    J'ai pas parlé de panneaux orientables, ce serait trop cher et trop compliqué.

    Citation Envoyé par _Ulysse_
    Des navires de transports ne peuvent pas se permettre de prendre des jours de retards si les vents ne sont pas "favorables"
    Pourquoi ? Ils ne transportent pas de marchandises périssables, non ?

  15. #12
    _Ulysse_

    Re : Bateaux solaires autonomes ?

    Une entreprise de transport a des délais à respecter, sinon c'est de l'argent perdu pour elle.Il faut réaliser un max de voyages dans l'année non?

    500w par mètre carré c'est un peu sous estimé oui.
    La plupart des routes commerciales passent entre les tropiques.
    500w de moyenne c'est aux lattitudes tempérées.

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  17. #13
    _Ulysse_

    Re : Bateaux solaires autonomes ?

    Et sinon avec des éoliennes on pourrait produire combien?
    L'avantage par rapport aux voiles est bien sur de pouvoir stocker l'énergie.

  18. #14
    invite765732342432
    Invité

    Re : Bateaux solaires autonomes?

    Citation Envoyé par _Ulysse_ Voir le message
    J'ai pas parlé de panneaux orientables, ce serait trop cher et trop compliqué.
    Sans panneaux orientables, tu fais encore chuter les performances. Et ceux à 30% dont il est parlé prennent déjà en compte le mécanisme d'orientation.

    Posés à plat, tu obtiens quoi ? maximum 10% de rendement ? Et sans tenir compte de la salissure qui est en mer le principal problème (et je ne vois aucune solution envisageable, en aurais-tu une ?)

    Des navires de transports ne peuvent pas se permettre de prendre des jours de retards si les vents ne sont pas "favorables", en plus la vitesse moyenne ne serait pas la même. La seule chose que cela puisse permettre c'est de diminuer la consommation.
    Si on envisage des bateaux de transports solaires, c'est uniquement dans le cadre d'une disparition presque complète du pétrole. Et dans ce cas, les besoins changeront: les retards n'auront plus autant d'importance face à l'économie d'énergie résultante.

    PS: les cellules souples ont un rendement encore moins bons, il me semble.

  19. #15
    SK69202

    Re : Bateaux solaires autonomes ?

    Bonjour,

    Dans l'hypothèse de 4 à 5000 ch pour 200000 tonnes, ton "bateau solaire" va au mieux se traîner à quelques noeuds à l'heure de midi (locale), par mer belle et sans vent défavorable, dans le mauvais temps de nuit, ton "bateau solaire" sera un gros bouchon en dérive, que les remorqueurs solaire/éolien/à rames auront du mal à manoeuvrer, pour qu'il évite de fout.. la pagaille dans le champs d'éoliennes off shore.

    Si la propulsion mécanique a virer les voiliers s'est parce que ceux-ci était incapable de respecter un horaire. Il y a quelques projet d'assistance par le vent pour les navire en cours de développement.

    La plus grosse économie de pétrole qui se profile pour le commerce maritime, c'est la fonte de la banquise arctique , on va économiser des milliers de kilomètres de carburant.


    @+
    Dans les villages gaulois, ils ne sont jamais tous d'accord. Jules César

  20. #16
    chatelot16

    Re : Bateaux solaires autonomes ?

    les voiles on deja prouvé leur efficacité

    il n'y a pas a stocker l'energie il faut en profiter quand elle est la et faire tourner le moteur quand il n'y en a pas

    les voile demandait beaucoup de main d'oeuvre quand on etait incapable de faire des grandes voiles d'une seule piece : les multiples petites voile demandait des maneuvres tres complique

    aujourd'hui on saurait faire des grand bateau avec des voiles tres facile a manoeuvrer

    le probleme est la stabilité du bateau : on ne peut pas faire giter un cargo sous la force de la voile : et un catamarant geant ne rentrerait pas dans les port ...

    idée : 2 cargo identiques qui rentrent dans les ports separement et prevu pour s'acoupler et former un catamarant geant

    quand le vent est fort ca avancera plus vite que leurs vitesse de croisiere au moteur !

  21. #17
    chatelot16

    Re : Bateaux solaires autonomes ?

    la voile a un gros avantage sur le solaire

    c'est dans la tempete que le bateau a besoin du maximum de puissance pour sa securité

    en cas de tempete il y a du vent , pas de soleil

    donc je prefere un bon bateau a voile qu'un bateau solaire ...

    ne me parlez pas d'eolienne : les voiles sont moins chere et surtout adaptable a une grande gamme de vitesse de vent

    la question n'est meme pas de savoir si un cargo a voile est possible , mais dans combien de temps le petrole sera assez cher pour que les cargo a voiles soit construit

    des petrolier a voile ca serait le comble !

    je suis sur qu'il y a deja des marin pecheurs qui regrettent que les bateau de peches a voile aient disparu ...

  22. #18
    Cécile

    Re : Bateaux solaires autonomes ?

    à Faith : je ne suis pas sûre qu'il faille un nettoyage parfait des cellules pour que ça marche. A terre, sur les toits, les cellules sont peu nettoyées. D'accord, en mer, y'a du sel, mais il ne se dépose pas en couche épaisse.

    à Ulysse : comme le souligne Chatelot, il ne s'agirait pas d'éoliennes mais de "bêtes" voiles. Le principe étant que tant qu'il y a du vent, on tire peu sur le moteur, et que celui-ci prend le relais en absence de vent.
    Sinon, pour le solaire, je pense que le mieux serait des cellules souples, mais le rendement est alors de 8 à 10 % maxi. Sur une grande surface, ce n'est pas négligeable, mais le coût total est élevé, en tout cas bien plus que pour des voiles.

    Cela dit, le frein est principalement réglementaire : les règles internationales de navigation sont parmi les plus laxistes, aussi bien pour les pollutions accidentelles (pas besoin d'exemple, je pense) que pour les polluants toxiques (on peut rejeter beaucoup de dioxyde de soufre sans problème) que pour les gaz à effet de serre (je pense que la marine internationale sera la dernière à instaurer des taxes sur le CO2). Bref, faudra que ce soit rentable pour que les renouvelables soient utilisées, les réglementation n'aideront jamais.

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  24. #19
    _Ulysse_

    Re : Bateaux solaires autonomes ?

    Déjà l'utilisation de voiles d'appoint serait largement rentable!
    Si tu économise 20% de carburant ca fait 10 millions d'euros sur 10 ans.
    Je ne pense pas que des voiles coûtent si cher.

  25. #20
    _Ulysse_

    Re : Bateaux solaires autonomes ?

    Citation Envoyé par SK69202 Voir le message
    Bonjour,

    Dans l'hypothèse de 4 à 5000 ch pour 200000 tonnes, ton "bateau solaire" va au mieux se traîner à quelques noeuds à l'heure de midi (locale), par mer belle et sans vent défavorable, dans le mauvais temps de nuit, ton "bateau solaire" sera un gros bouchon en dérive, que les remorqueurs solaire/éolien/à rames auront du mal à manoeuvrer, pour qu'il évite de fout.. la pagaille dans le champs d'éoliennes off shore.

    Si la propulsion mécanique a virer les voiliers s'est parce que ceux-ci était incapable de respecter un horaire. Il y a quelques projet d'assistance par le vent pour les navire en cours de développement.

    La plus grosse économie de pétrole qui se profile pour le commerce maritime, c'est la fonte de la banquise arctique , on va économiser des milliers de kilomètres de carburant.


    @+
    Ba alors le bateau autrefois bâtisé le france est un veau marin aussi...incapable de rentrer au port.

  26. #21
    SK69202

    Re : Bateaux solaires autonomes ?

    Bonjour,

    mais il ne se dépose pas en couche épaisse.
    La croute de sel qui se dépose suite à l'évaporation des embruns peut facilement atteindre plusieurs millimètres en quelques heures suivant la météo. J'ai déjà observé des cristaux de sel dont les cotés du cube dépassaient les 2 mm.
    Exposé à la pluie, ou au lessivage des paquets de mer le dépôt est beaucoup plus faible. Dans l'hypothèse de post #1, on peut s'attendre à ce que les panneaux soient abrités des paquets de mer (sinon ils vont pas rester longtemps ) , donc très rapidement encroûtés, dès que le navire aborderait les mers les moins "paradisiaques"..

    Ba alors le bateau autrefois bâtisé le france est un veau marin aussi...incapable de rentrer au port.
    C'est pour ça qu'il a finit sur une plage.

    1 - Il ne "pesait" pas 200000T, mais environ 63000T (de mémoire)
    2 - Neuf il développait 160000ch, la vitesse s'est gourmand en énergie. (30nds)
    3 - Il a été remotorisé pour pousser tranquillement un casino, entre quelques ports des Antilles. (14-16nds)

    Un pétrolier de 300000T avec 20000ch mets plusieurs dizaines d'heures pour atteindre sa vitesse de croisière, ou pour ralentir, avec une source d'énergie mécanique très très fiable.

    Il n'y a que le vent, pour aider les navires à moins consommer, ou alors il faut arrêter de fabriquer ailleurs .

    @+
    Dans les villages gaulois, ils ne sont jamais tous d'accord. Jules César

  27. #22
    _Ulysse_

    Re : Bateaux solaires autonomes ?

    Et si on met des panneaux sur des "pontonts rétractables" de chaque coté du navire, on peut doubler la surface de panneaux. On disposerait alors d'environ 8000ch solaire en moyenne. Pour les "pointes" de puissance il ne faut pas oublier que l'on peut tirer sur les batterries. On est pas limités par la puissance des moteurs électriques. On peut en mettre pour 100 000ch si vous voulez

  28. #23
    invite765732342432
    Invité

    Re : Bateaux solaires autonomes ?

    Citation Envoyé par _Ulysse_ Voir le message
    Et si on met des panneaux sur des "pontonts rétractables" de chaque coté du navire, on peut doubler la surface de panneaux. On disposerait alors d'environ 8000ch solaire en moyenne. Pour les "pointes" de puissance il ne faut pas oublier que l'on peut tirer sur les batterries. On est pas limités par la puissance des moteurs électriques. On peut en mettre pour 100 000ch si vous voulez
    Je croyais que ton but était d'être réaliste...

  29. #24
    Burt67

    Re : Bateaux solaires autonomes ?

    Je ne suis pas sûr que ce soit une bonne idée de concentrer plusieurs centaines de tonnes de plomb à proximité immédiate d'un milieu aquatique.

    Dans des quantités pareilles se pose certainement le problème du dégagement d'hydrogène, et que fait-on des déchets de plomb ?

  30. Publicité
  31. #25
    _Ulysse_

    Re : Bateaux solaires autonomes ?

    Citation Envoyé par Faith Voir le message
    Je croyais que ton but était d'être réaliste...
    je ne vois pas en quoi monter des moteurs de 100 000ch électriques est irréaliste. Simplement cela ne sert à rien, 10 000 ou 20 000 suffisent.
    C'était simpplement pour répondre à SK69202 qui semblait comprendre que l'on ne diposerais que de 4000ch "maximum".

  32. #26
    _Ulysse_

    Re : Bateaux solaires autonomes ?

    Citation Envoyé par Burt67 Voir le message
    Je ne suis pas sûr que ce soit une bonne idée de concentrer plusieurs centaines de tonnes de plomb à proximité immédiate d'un milieu aquatique.

    Dans des quantités pareilles se pose certainement le problème du dégagement d'hydrogène, et que fait-on des déchets de plomb ?
    A voila une remarque interressante. J'avais bien pensé au pb du plomb mais pas à celui du dégagement d'hydrogène.

    Il existe des navires remplis de batteries au plomb : les sous-marins.

    Il doit donc exister un moyen pour l'hydrogène. C'est une technologie qui existe depuis des décénnies.

    Pour éviter le plomb, il y a la solution du stockage thermique. Le pb c'est que celui-ci est plus rentable si l'on produit directement la chaleur avec des panneaux thermique ou par concentration.

  33. #27
    invite765732342432
    Invité

    Re : Bateaux solaires autonomes ?

    Citation Envoyé par _Ulysse_ Voir le message
    je ne vois pas en quoi monter des moteurs de 100 000ch électriques est irréaliste.
    C'est le concept de pontons qui est irréaliste.

    Surtout qu'il reste toujours des problèmes majeurs non résolus.

  34. #28
    _Ulysse_

    Re : Bateaux solaires autonomes ?

    Citation Envoyé par Faith Voir le message
    C'est le concept de pontons qui est irréaliste.

    Surtout qu'il reste toujours des problèmes majeurs non résolus.
    Désolé mais je ne dispose pas d'une entreprise de conception de navires... et toi? Et j'ai pas des millions d'euros à mettre dans une étude de faisabilité.

    Qu'il reste des pb à résoudre, le contraire serait étonnant. Lorsque l'on fait quelque chose qui n'a jamais été fait on rencontre des pbs c'est normal. Maintenant c'est sur c'est plus facile de réinventé la roue, on sait que ca marche puisque ca existe déjà...

    Sinon en quoi les pontons c'est irréaliste? Ca existe déjà pour ainsi dire sur les porte-avions?

  35. #29
    _Ulysse_

    Re : Bateaux solaires autonomes ?

    Pendant que j'y pense, dans le cas d'un stockage thermique, il vaudrait mieux utiliser des moteurs stirling pour le rendement mais je ne sais pas si c'est réalisable? Il y a avait un long topic sur la fabrication de moteurs stirling puissants et surtout réglables en puissance.

  36. #30
    GillesH38a

    Re : Bateaux solaires autonomes ?

    Citation Envoyé par _Ulysse_ Voir le message
    Déjà l'utilisation de voiles d'appoint serait largement rentable!
    Si tu économise 20% de carburant ca fait 10 millions d'euros sur 10 ans.
    Je ne pense pas que des voiles coûtent si cher.
    ben allons juqu'au bout... les bateaux à voile sont complètement rentables et c'est bien de l'énergie solaire non?

    et un moteur à charbon de bois (à gazogène par exemple) pour les sortir de zones sans vents pour compléter, ça devrait aller sans gros investissement technologique ni pollution excessive... c'est aussi du stockage d'énergie solaire ça !

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