Energie solaire et réchauffement

[Fjord]

Bonjour,

Imaginons que l'on développe massivement l'énergie solaire: est-ce que cela n'aura pas pour effet une augmentation du flux solaire retenu par la Terre, donc un réchauffement climatique ?

De façon plus générale, toute l'énergie que l'on consomme se transforme en chaleur.

En supposant que l'on ait trouvé une solution pour ne plus émettre aucun gaz à effet de serre, peut-on évaluer l'impact que cela peut avoir en terme de réchauffement par rapport à une situation où on ne consommerait pas d'énergie, à part la nourriture ?

Bonne journée,

Fjord
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[moijdikssékool]

je me souviens avoir fait une estimation sur ce forum. Si l'on considère que les panneaux, de couleurs sombres, absorbent effectivement d'avantage la lumière solaire (ou si l'on se met à faire converger vers la Terre de l'énergie solaire par satellite), il faudrait que nous consommions 10fois plus d'énergie qu'aujourd'hui pour avoir les mêmes effets. 10fois, c'est beaucoup, mais il faut voir que tout le monde ne consomme pas encore, que la quantité d'énergie consommée par individu augmente, que la population augmente et que le rendement des panneaux est moindre (que le pétrole par ex), ce qui demande à surdimensionner les centrales solaires. Autant de facteurs qui peut nous faire nous rapprocher rapidement de ce facteur 10
Il y a l'énergie éolienne qui, elle, n'a pas cet effet d'absorption du flux solaire. Du moins pas directement car il est possible que la modification des courants d'air ait un impact sur les nuages

[invité576543]

Bonjour,

Imaginons que l'on développe massivement l'énergie solaire: est-ce que cela n'aura pas pour effet une augmentation du flux solaire retenu par la Terre, donc un réchauffement climatique ?

Le flux solaire arrive de toute manière sur la Terre. L'interception plus importante pourrait très bien aller dans l'autre sens, dans le sens du refroidissement, puisque cela pourrait augmenter le temps de rétention de l'énergie sous une forme autre que thermique.

Si on prend un désert comme le Sahara, toute l'énergie solaire absorbée est transformée immédiatement en chaleur. Une bonne partie est dissipée par rayonnement infrarouge vers l'espace, une autre compense le refroidissement de l'atmosphère.

Si on reste à albedo égal (on absorbe pas plus) en retenant une partie de cette énergie sous forme non thermique, on retardera son influence sur la température de la planète, et cela entraînera un léger refroidissement.

De façon plus générale, toute l'énergie que l'on consomme se transforme en chaleur.

Pour le solaire, l'énergie absorbée se transforme en chaleur qu'on la consomme ou pas.

Comme l'indique moijdik, la différence serait si on baissait l'albedo, c'est à dire si on absorbait plus. Mais l'albédo des forêts est très faible, en défrichant on a déjà augmenté l'albedo, il me semble.

Cordialement,

[remyb]

la différence serait si on baissait l'albedo, c'est à dire si on absorbait plus. Mais l'albédo des forêts est très faible, en défrichant on a déjà augmenté l'albedo, il me semble.

Je pense que la modification de lálbedo etait le but de la question de Fjord.

Ok pour la deforestation (encore quén France, la foret progesse).
Mais il faut aussi decompter les km de bitumede nos routes.

[A voir en vidéo sur Futura]

[emmanuel30]

bonjour.

Fjord, pour répondre à ta question il faudrait savoir ce que tu voudrais mettre en place pour alimenter en énergie tout le monde avec du solaire.

Si tu couvres les déserts (fort albédo)avec des panneaux photovoltaïques faible albédo, ce sera différent par rapport à déboiser les forêts européennes à faible albédo pour installer les panneaux
Pour changer l'albédo moyen de la terre qui dépend en majeure partie de l'albédo des océans, il va falloir poser un sacré paquet de panneaux.

La fonte des glaces et l'élévation des mers risquent de faire diminuer l'albédo bien plus que le goudronnage ou la pose de panneaux.

en défrichant on a déjà augmenté l'albedo, il me semble.

ce post en parle

[moijdikssékool]

y a-t-il eut des études faites sur l'impact, la variation de l'albédo en fonction de la végétation passée, présente, cultivée, naturelle?

[Fjord]

Bonjour,

Je pense que la modification de lálbedo etait le but de la question de Fjord.

Oui, c'est de cela dont je voulais parler.

Merci pour vos réponses !

Bonne journée,

Fjord

[Tilleul]

Un petit graphique pour avoir une idée des proportions.

[yves25]

J'ai validé cette figure parce qu'elle ne contredit pas la charte mais elle n'est pas compréhensible (par exemple, l'energie hydro électrique serait du même prdre que la consommation totale d'énergie actuelle, ça me surprend un peu, cette histoire, il doit y avoirt qq chose qui m'échappe).
Peux tu nous éclairer?

[remyb]

l'energie hydro électrique serait du même prdre que la consommation totale d'énergie actuelle

A mon avis, il s'agit de l'énergie hydro theorique (sur touts les cours d'eau, de leur source jusqu'au niveau des mers, avec un rendement = 1). Mais, on me pourra jamais tout récuperer. Loin de là !
Idem pour l'eolien (d'autant plus que cela finirait par avoir des effets sur le climat, la faune et la flore)

[yves25]

A quoi ça sert de donner des chiffres comme ça, alors? C'est complètement trompeur. Je n'imagine que ça soit le but mais c'est le résultat.

Pour répondre à la question initiale: la consommation totale d'énergie est actuellement de 10 milliards de Tep (Tonnes Equivalent Petrole) par an , soit, 4,2 10 0 Joules.

Dans mes cours, je comparais les émissions de CO2 des Américains et du reste de la population mondiale et je disais que si tout le monde vivait comme les américains , les émissions devraient être multipliées par 10 d'ici 2025. Il en est de même de l'énergie consommée. Il faudrait donc que l'énergie solaire interceptée soit de 4 10^21 J /an ou encore 1,26 10^14W.

A la surface, l'insolation moyenne est de 200 W/m2 . Un rendement de 50 % serait déjà pas mal, non? surtout avec les pertes en ligne , ça nous fait donc une surface de l'ordre de 1,3 millions de km2 couverte de récepteurs noirs .

Quel que soit l'endroit où on les positionne, je serais très étonné que le climat local ne soit pas complètement perturbé.

Michel prenait l'exemple du Sahara: l'albédo des déserts est élevé, du coup le bilan radiatif net du Sahara est négatif (il ne reçoit pas autant d'énergie radiative qu'il en perd) , c'est compensé par la circulation atmosphérique) . J'imagine de très sérieux changements de la circulation régionale. Si ça donne des tempêtes de sable à répétition , ça risque de pas marcher très fort.

En tout cas, ce ne serait pas trop difficile à modéliser .

[Garlik]

Par ailleurs le dessin est (volontairement ?) trompeur, voire carement faux : je n'y trouve aucune logique de proportionalite !

Par exemple, si l'energie hydro "vaut" 1 CGEP alors que l'energie des mers "vaut" 2 CGEP, pourquoi le cube correspondant a ce dernier a t-il un volume 4 fois plus grand que le premier ?

On pourrait alors croire que le potentiel est proportionnel a l'arete du cube, mais meme pas ! L'energie geothermique vaut 10 CGEP mais le cube correspondant a une arete 2 fois plus grande que celui de l'energie des mers qui elle vaut 2 CGEP.

Pas tres serieux tout ca. Bref, douteux. Pour le moins.

[Garlik]

ooops, lire "le cube correspondant a ce dernier a t-il un volume 8 fois plus grand que le premier "

[Fjord]

Merci pour les précisions .

Ça pourrait donc être comme pour les éoliennes: des modifications au niveau local.

[yves25]

Oui sans doute .. mais si on imagine que les champs de capteurs sont de l'ordre de qq centaines de milliers de km2, ça pourrait sans doute déborder qq peu. Par contre, l'impact global pourrait rester limité .

[Tilleul]

l'energie hydro électrique serait du même prdre que la consommation totale d'énergie actuelle

Le potentiel technique c'est juste ce qu'on peut récupérer à avec les meilleurs techniques disponibles... Ca ne veut pas dire qu'on va le fairee parce qu'ensuite il faut bien qu'il y ait quelqu'un pour consommer cette énergie (potentiel économique).

L'idée c'était de montrer que par rapport à la consommation d'énergie primaire, la ressource solaire était quand même beaucoup plus importante que la demande et donc qu'il y a quand même moyen de dispatcher les installations sur une surface suffisamment importante pour ne pas que ça gêne trop même localement (puisqu'on ne va de toutes façon pas tout faire avec du solaire)...

Une remarque cependant, sur l'exemple du Sahara.

A la surface, l'insolation moyenne est de 200 W/m2 . Un rendement de 50 % serait déjà pas mal, non? surtout avec les pertes en ligne , ça nous fait donc une surface de l'ordre de 1,3 millions de km2 couverte de récepteurs noirs .

Quel que soit l'endroit où on les positionne, je serais très étonné que le climat local ne soit pas complètement perturbé.

Michel prenait l'exemple du Sahara: l'albédo des déserts est élevé, du coup le bilan radiatif net du Sahara est négatif (il ne reçoit pas autant d'énergie radiative qu'il en perd) , c'est compensé par la circulation atmosphérique) . J'imagine de très sérieux changements de la circulation régionale. Si ça donne des tempêtes de sable à répétition , ça risque de pas marcher très fort.

Ca fait longtemps que j'ai pas tâté du bilan radiatif mais je ne pense pas qu'on puisse considérer cette installation comme des récepteurs noirs !

Si on prend du PV de l'an 2030 à base de quantum dots qui ont une efficacité de 50% et de structures nanomètriques en honey comb qui permettent de capter l'intégralité de la lumière reçu (pas de réflexion) et qu'on est en met plein le Sahara pour envoyer de l'énergie partout en Europe.

Le bilan radiatif ça va donner quoi (en considérant que les photons réfléchit par le verre sont négligeable):

On a 200 W/m² qui arrive sous forme de photon qui vont exciter les électrons de la structure cristaline des PV.
50% d'efficacité ça voudrait dire qu'on a 50% de l'énergie des photons qui vont servir à propulser les électrons et former un courant électrique et 50% qui vont être dissipé sous forme de chaleur...

Mais les 50% de radiations qui ont été converties en électricité ils ne vont pas donner lieu à une émission au Sahara, ils vont donner lieu à un émission en Europe...

Si je prend un albedo de 40% pour le sable, au final j'ai en fait moins de radiation lumineuse absorbées par le Sahara de façon locale, mais j'augmente le bilan de l'Europe d'autant...

@Garlick

Avoue quand même que l'energie marémotrice est LE SEUL cube dont le volume n'est pas exactement proportionnelle à la consommation d'énergie primaire, pour tout le reste les proportions sont exactes (par exemple l'arête du cube géothermie fait 2,1 fois l'arrête du cube de l'énergie primaire soit racine cubique de 10)... C'est vraiment polémiquer pour polémiquer à ce niveau là...

[yves25]

Ca fait longtemps que j'ai pas tâté du bilan radiatif mais je ne pense pas qu'on puisse considérer cette installation comme des récepteurs noirs !

Si on prend du PV de l'an 2030 à base de quantum dots qui ont une efficacité de 50% et de structures nanomètriques en honey comb qui permettent de capter l'intégralité de la lumière reçu (pas de réflexion) et qu'on est en met plein le Sahara pour envoyer de l'énergie partout en Europe.

Le bilan radiatif ça va donner quoi (en considérant que les photons réfléchit par le verre sont négligeable):

On a 200 W/m² qui arrive sous forme de photon qui vont exciter les électrons de la structure cristaline des PV.
50% d'efficacité ça voudrait dire qu'on a 50% de l'énergie des photons qui vont servir à propulser les électrons et former un courant électrique et 50% qui vont être dissipé sous forme de chaleur...

Mais les 50% de radiations qui ont été converties en électricité ils ne vont pas donner lieu à une émission au Sahara, ils vont donner lieu à un émission en Europe...

Si je prend un albedo de 40% pour le sable, au final j'ai en fait moins de radiation lumineuse absorbées par le Sahara de façon locale, mais j'augmente le bilan de l'Europe d'autant...

@..

Ca fait longtemps en effet car: les panneaux (PV ou pas) absorbent la totalité de l'énergie solaire. C'est ensuite qu'il y a perte en chaleur . On passe donc d'un albédo de 40% à un albédo de 0%.

Par contre quand on écrira le bilan énergétique de la surface, il faudra tenir compte de ces 50% de rayonnement solaire qui sont exportés vers l'Europe (c'est pas très compliqué, c'est un flux d'advection supplémentaire) mais il n'y a pas moins mais plus de rayonnement solaire absorbé.

[Tilleul]

Ca fait longtemps en effet car: les panneaux (PV ou pas) absorbent la totalité de l'énergie solaire. C'est ensuite qu'il y a perte en chaleur . On passe donc d'un albédo de 40% à un albédo de 0%.

Par contre quand on écrira le bilan énergétique de la surface, il faudra tenir compte de ces 50% de rayonnement solaire qui sont exportés vers l'Europe (c'est pas très compliqué, c'est un flux d'advection supplémentaire) mais il n'y a pas moins mais plus de rayonnement solaire absorbé.

Je sais bien qu'il y a plus de rayonnement absorbé ce que je voulais dire c'est que si c'était des panneaux noirs on aurait une hausse de la température de surface du Sahara ce qui veut dire une hausse très localisée : l'air chaud monte et on a des tempêtes de sable...

Si c'est du PV dont l'électricité est distribuée sur une très grande densité géographique, l'effet sur les déplacements des masses d'air me parait moins évident puisque du coté du Sahara la quantité de chaleur dissipée va être équivalente à l'actuel et du coté de l'Europe ça ne se verra pas plus que le dégagement de chaleur qui est le résultat de la combustion d'énergies fossiles qui a lieu actuellement et qui n'existerait plus dans le cas d'un passage (totalement hypothétique) au tout solaire.

[invitef9174fd7]

Bonjour,

Imaginons que l'on développe massivement l'énergie solaire: est-ce que cela n'aura pas pour effet une augmentation du flux solaire retenu par la Terre, donc un réchauffement climatique ?

De façon plus générale, toute l'énergie que l'on consomme se transforme en chaleur.

En supposant que l'on ait trouvé une solution pour ne plus émettre aucun gaz à effet de serre, peut-on évaluer l'impact que cela peut avoir en terme de réchauffement par rapport à une situation où on ne consommerait pas d'énergie, à part la nourriture ?

Bonne journée,

Fjord

Il faudrait déjà que l'on soit sûr que le réchauffement climatique est d'origine humaine... Pour la couche d'ozone, je veux bien
Qu'on nous le fasse croire pour économiser le pétrole, protéger les places boursières (et ceux qui vivent de la spéculation) est une chose, mais que ce soit la réalité...
La simple question à se poser est: réchauffement de la planète ou du système solaire?

[Fjord]

Bonsoir,

Il faudrait déjà que l'on soit sûr que le réchauffement climatique est d'origine humaine...

Voir ici.

Mais je ne vois pas le rapport, puisque j'envisage d'une cause de réchauffement qui n'existe pas à l'heure actuelle.

Bonne soirée,

Fjord

[Garlik]

Avoue quand même que l'energie marémotrice est LE SEUL cube dont le volume n'est pas exactement proportionnelle à la consommation d'énergie primaire, pour tout le reste les proportions sont exactes ([... C'est vraiment polémiquer pour polémiquer à ce niveau là...

L'hopital qui se fout de la charite... On doit pas avoir la meme regle alors :
Energie des mers : 8 fois le volume, contre 2 fois annonces
Geothermie : 27 fois le volume, contre 10 fois annonces
Biomasse : 42 fois le volume, contre 20 fois annonces
Eolienne : plus de 600 fois le volume, contre 200 annonces.
etc.
Meme en cherchant des surfaces de faces proportionnelles, on ne retrouve pas ses petits. Ton schema est faux, tout simplement, inutile de chercher a le justifier a tout prix pour avoir le dernier mot.

Le potentiel technique c'est juste ce qu'on peut récupérer à avec les meilleurs techniques disponibles...

[...]

L'idée c'était de montrer que par rapport à la consommation d'énergie primaire, la ressource solaire était quand même beaucoup plus importante que la demande

Ah ben faudrait savoir ! Si, dans un meme graphique, on nous donne le potentiel recuperable avec les meilleurs techniques possibles, et que pour le solaire, on nous donne l'ensemble de l'energie solaire recue sur toute la surface des continents, que vaut cette comparaison ? A mon avis pas grand chose.

Mais ce qui me pose surtout probleme, c'est le fait de donner des chiffres de potentiel physique TOTAL sans se poser la question de savoir ce qui est techniquement, humainement et economiquement possible. Ca n'a strictement aucun sens. Il serait bien plus credible de partir sur une telle methodologie, plutot que de vouloir a tout prix annoncer des chiffres impressionnants pour marquer les esprits.

Partant de la, l'estimation de l'effet global, voire local (par exemple, quel est l'impact de 100km2 de panneaux solaire sur le climat local ?), prendra un peu plus de sens que certains calculs de coin de table deconnectes de la realite.

[Tilleul]

L'énergie primaire c'est un cube d'une arête de 0,4 cm de coté
L'énergie du vent c'est un cube d'à peu près 3 cm de coté soit 6^3 environ 216 fois... aux erreurs de ma règle et de mon écran près ça veut dire 200.
biomasse 1,3 cm => 17,5 => 20 fois c'est bon aussi...

Le seul qui pose problème c'est le volume de l'énergie thermique des mers... mais ça on s'en fiche totalement vu qu'ici on parle de l'énergie solaire et de son impact éventuel sur la Terre. Je pense qu'il est un peu logique qu'on s'interroge dans ce cas sur les échelles entre les activités humaines et l'énergie qui arrive du soleil... L'énergie arrivant sur le continent étant quand même assez gigantesque par rapport à l'activité humaine, on peut déjà relativiser l'ampleur d'un changement global...

Je continue à dire que c'est de la polémique pour de la polémique, pour le reste si tu veux ouvrir un nième fil sur l'énergie où tout le monde répète son crédo libre à toi.

[Garlik]

L'énergie primaire c'est un cube d'une arête de 0,4 cm de coté
L'énergie du vent c'est un cube d'à peu près 3 cm de coté soit 6^3 environ 216 fois...

Bon alors change aussi de calculatrie : 0,4 cm de cote ca fait un cube de 0.064 cm3. Un cube de 3 cm de cote a un volume de 27 cm3, soit 416 fois le premier, pas 216 fois. De l'art de justifier l'injustifiable par des methodes douteuses...Je comprend mal ce que tu cherches.

Je continue à dire que c'est de la polémique pour de la polémique, pour le reste si tu veux ouvrir un nième fil sur l'énergie où tout le monde répète son crédo libre à toi.

Si il y a polemique, nous sommes deux a l'entretenir, sauf que tu le fait a coup de mensonges ehontes, en tout cas sur ce point. Mon propos est que lorsqu'on justifie un raisonnement par des premisses fausses on peut s'inquieter de la validite des conclusions.

[invitefc674755]

bonjour,

moi je pense qu'une exploitation de l'energie solaire pourrai apporté du soulagement a la terre.on parle d'energie renouvlable et d'écologie en permanence,pour repondre a ta question vu ke la chaleur capté peut facilement etre exploité par des systeme tres simple..j'habite a l'ile maurice est depuis 2007 notre gouvement incite l'utilisation d'energie durable et renouvlable car on se penche sur l'écologie.

des panneaux solaire pv on eté adapté a des model de chauf a eaux qui canalise la chaleur et quand je rente chez moi j'ai de leau chaude pour me doucher,en sus de cela on adapte un systeme de (pei)production electrique individuel en ayant recours a l'Aeolienne justement..

tout simplement pour dire qu'il y a toujour une solution concernant l'energie solaire.

[invite0d6a8826]

Pour revenir à la question de départ: si on sur exploite l'énergie solaire ne va t on pas réchauffer encore notre planete.

Je dirais pour ma part, que la terre est un élement thermodynamique ouvert. L'énergie solaire rentre, les radiations infrarouge en sortent créant un équilibre: la température.
Comment l'énergie solaire est captée, puis transformée n'a que peut d'importance... elle fini toujours en chaleur (les plante captent le solaire pour la photosyntese, les plantes produisent de la chaleur lors de leurs décompositions - captage photovoltaique energie transformée en chaleur sur les panneaux directement et en électricité qui plus tard sera utilisé dans des élements produisant de la chaleur ...)

La question est dans mon raisonnement qu'est ce qui retiens les infra rouges et donc la température?
On pourrait commencer a chercher une piste sur l'obscurcissement du ciel due aux micro-poussières (google est ton ami).

[remyb]

Comment l'énergie solaire est captée, puis transformée n'a que peut d'importance... elle fini toujours en chaleur

Il y a un bug dans ton raisonnement : l'énergie solaire n'est pas forcement captée !
Un miroir renvois la lumiére qu'il revoit. De la même maniéré, une partie des rayons de lumière du soleil est renvoyé vers les étoiles. L'albébo traduit cette réflexion partielle. C'est aussi ce principe qui fait briller la lune (alors qu'elle n'a pas de source de lumière interne)

Les poussières retiennent les infrarouges (pas sur ???). Une chose est sure par contre, elle empêche les rayons du soleil d'arrivée sur terre. Au final, les poussières engendrent plutôt un refroidissement...
Par contre, le verre laisse passé les rayons du soleil, mais bloque (en partie) les rayons infrarouges. Et c'est le même principe pour les GES (gaz à effet de serre) comme le CO2 et le méthane.

[yves25]

Ce qui retient les IR, c'est le bilan radiatif de la Terre: sa température s'adapte de façon à ce que l'énergie émise (en IR) soit égale à l'énergie absorbée (en courtes longueurs d'ondes , cad solaires).

Les aérosols (micropoussières) , c'est une autre histoire qui n'a, à priori, rien à voir avec le sujet de la discussion.

Pour remyb, les aérosols n'ont que très peu d'influence dans l'infrarouge, en général. Par contre, il faut distinguer les aérosols carbonés qui absorbent le rayonnement solaire et les aérosols sulfates qui ne l'absorbent pas. Les premiers réchauffent l'atmosphère mais diminuent le rayonnement qui arrive à la surface , les deuxièmes réfléchissent seulement et donc diminuent le rayonnement et refroidissent (voir http://www.futura-sciences.com/fr/do...638/c3/221/p1/)