Soyons fous : 50% de notre électricité assurés par du photovoltaïque !

[verdifre]

bonjour,

Et on ne peut pas combiner deux systèmes intermittents pour faire un système fiable : on récupère les inconvénients sur la somme. Qu'est ce qu'on fait quand il y a du soleil ET du vent ... mais pas de demande ? qui débranche ?

est ce la bonne facon d'envisager les choses ?
Il peut aussi exister un tarif preferentiel pour ces cas de figures. Une chose est sure, si les tarifs sont avantageux, il y aura utilisation (et vente).
Inversement, si le tarif augmente en periode de penurie, certaines consommations seront rapidement jugées non prioritaires.
On est actuellement dans un systeme entierement piloté par la demande, que ce systeme soit un peu piloté par l'offre peut changer beaucoup de comportements.

Une modulation des tarifs en fonction de la disponibilité ne me parait vraiment pas quelque chose d'aberrant. Le systeme heures creuses pour les chauffe eaux marche trés bien, il reste à l'appliquer à d'autres consommations. Dans beaucoup d'industries il est surement possible de negocier les horaires et même quelque fois la date de certaines operations particulierement energivores
fred
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[Cécile]

d'une part,non, on n'est pas sur qu'il y ait toujours assez d'éoliennes pour répondre à la demande, la stat ne marche pas comme ça (tu peux réduire le nombre de périodes de black out mais pas l'annuler)

A partir d'un certain nombre d'éoliennes bien réparties en France, je crois (à vérifier) que tu peux annuler le risque de production zéro.

Le barrage de Grand Maison fonctionne sur ce principe. C' est la plus grosse installation STEP de France.
1800 MW.
Dans mon département. Recherche sur le WEB tu trouvera tous les détails

Oui, je sais que les STEP existent et fonctionnent bien. Ce que je ne sais pas, c'est si on peut en faire d'autres (et si oui, pour stocker combien).

[verdifre]

Bonjour,

Oui, je sais que les STEP existent et fonctionnent bien. Ce que je ne sais pas, c'est si on peut en faire d'autres (et si oui, pour stocker combien).

à priori partout ou des falaises assez hautes surplombent la mer. La mer fait un reservoir inferieur d'un volume convenable, reste a construire un reservoir superieur
fred

[Moinsdewatt]

Bonjour,

à priori partout ou des falaises assez hautes surplombent la mer. La mer fait un reservoir inferieur d'un volume convenable, reste a construire un reservoir superieur
fred

Le probléme est qu' il faut des millions de m3 pour que ca ait un sens économique.
Et la les sites disponibles ne courent pas les rues (en France).

Et puis pareil que pour les éoliennes et n' importe quelles centrales : NIMBY !

Je ne connais aucun projet significatif dans les cartons en France.
Les Suisses sont en train d' equiper un site.

[verdifre]

bonsoir,

Et puis pareil que pour les éoliennes et n' importe quelles centrales : NIMBY !

je pense qu'au vu des dernières péripéties nucléaires, le syndrome NIMBY va devenir plus important pour le nucléaire avec un Back Yard beaucoup plus étendu que pour les autres énergies. On devrait assister à un succés un peu moins grand des lobbys anti éolien.
La construction de nouvelles centrales nucleaire risque d'être ralentie pour quelques années, notre parc viellit, il va bien falloir de toute facon construire rapidement des moyens de production. Dans ces conditions le solaire et l'eolien ne peuvent que se developper (Nimby ou pas Nimby)

Le probléme est qu' il faut des millions de m3 pour que ca ait un sens économique.
Et la les sites disponibles ne courent pas les rues (en France).

http://www.techniques-ingenieur.fr/a...-article_5831/
fred

[FDFD]

Merci Fred pour cet exemple.

Ce n'est déjà pas une petite chose et pourtant la capacité de stockage "n'est que de 0.16 TWh".

Cette capacité est à comparer à la consommation électrique moyenne d'une journée qui est 450 / 365 ~ 1.3 TWh

Il faudrait donc quelques bassins comme celui-là pour complèter les STEPS déjà existantes en montagne.

Je ne sais pas si ces bassins seraient vraiment acceptés à cause de leur impact écologique et esthétique.

De toutes façons, si on veut vraiment une part importante d' énergies renouvelables, il faudra bien faire quelques sacrifices.

[Moinsdewatt]

......
http://www.techniques-ingenieur.fr/a...-article_5831/
fred

oui, j' avais vu ca sur d' autre forum.

6 milliards d' Euro tout de méme.

[Geb]

Bonjour,

En ce qui me concerne, je suis persuadé que 50% de l'électricité française d'origine photovoltaïque est un objectif tout à fait envisageable, même 100 %... si et seulement si, on élève les panneaux de disons... 36 000 km

Mais je trouve tout de même plus opportun de parler en terme de puissance installée : en France, ~116 GW, soit 580 km² de rectennas au sol. Le rayonnement est disponible en continu dans l'espace, seuls gros bémols :

- la GEO est quelque peu encombrée,
- le lancement en orbite coûte (beaucoup) trop cher,
- il faudrait des décennies pour ne mettre ne serait-ce qu'1 GW en orbite.

C'était juste comme ça en passant

Cordialement

[wizz]

L'Ariane 5 peut envoyer une charge utile de 9600kg en orbite géostationnaire. 9600kg, ça représente quoi comme quantité de panneaux photo voltaique (et ainsi que le transfo micro onde pour envoyer l'élect sur Terre)

Toute cette quantité de panneaux PV, ça produirait quoi comme énergie pendant sa durée de vie?

Sur cette durée de vie, ou quantité d'énergie produite, il faut déduire dans les 2-3 ans pour rembourser l'énergie grise nécessaire pour la fabrication de ces panneaux

Mais alors, au bout de combien de temps aura t on finir de rembourser l'énergie grise...de la fusée Ariane
-700 tonnes de propergol (poudre, hydrogène, oxygène)
-50 tonnes d'alu, de titane, de machin truc, de carbone....
-...et tout le transport jusqu'à kourou depuis roukoukou stach stach

un bémol beaucoup plus gros en effet

[Geb]

Bonjour wizz,

Bah en orbite géostationnaire, la constante solaire est quasi en permanence à 1360 W/m², à quelques pourcents près, en fonction des paramètres orbitaux.

Ce qui nous évite le problème, épineux s’il en est, du stockage, commun à toutes les énergies renouvelables (excepté peut-être les barrages hydroélectriques). Le problème de la variabilité incontrôlable de ces ressources énergétiques est aussi important. Il est bien illustré dans cet article sur le parc éolien allemand :

- Qui veut de l’électricité à prix négatif ?

[QUOTE=wizz;3498049]L'Ariane 5 peut envoyer une charge utile de 9600kg en orbite géostationnaire. 9600kg, ça représente quoi comme quantité de panneaux photo voltaique (et ainsi que le transfo micro onde pour envoyer l'élect sur Terre)

Le marché du GEO actuel est clairement insuffisant.

On arrive aujourd'hui à des valeurs de près de 400 W électrique par kilogramme de panneaux en orbite.

Si on reste conservateur ça nous fait une masse de 3000 tonnes à satelliser pour une centrale d'1 GWe. Et là on voit le problème le plus important : le coût du lancement en GEO (30 000 euros le kilogramme), pointer le bout de son nez...

Il faudrait surtout des radiateurs immenses pour évacuer l'énergie vers l'espace lorsque la consommation au sol baisse.

Il faudrait donc clairement des lanceurs plus nombreux, plus gros et moins polluants (exit les propulseurs à poudre). Quant à l'énergie grise, ce n'est vraiment pas un problème... C'est surtout un problème de nombre de lancements, et de pollution.

Toute cette quantité de panneaux PV, ça produirait quoi comme énergie pendant sa durée de vie?

Sur cette durée de vie, ou quantité d'énergie produite, il faut déduire dans les 2-3 ans pour rembourser l'énergie grise nécessaire pour la fabrication de ces panneaux

Mais alors, au bout de combien de temps aura t on finir de rembourser l'énergie grise...de la fusée Ariane
-700 tonnes de propergol (poudre, hydrogène, oxygène)
-50 tonnes d'alu, de titane, de machin truc, de carbone....
-...et tout le transport jusqu'à kourou depuis roukoukou stach stach

Je ne suis pas parvenu à trouver la durée de vie des panneaux solaires en orbite. Mais je dois dire que les panneaux terrestres m'ont l'air plus sujet à l'érosion, à la poussière, etc. Je sais que le milieu radiatif n'est pas favorable en orbite, mais il me semble que la durée doit être supérieur pour des panneaux en GEO en comparaison à leurs homologues sur le plancher des vaches.

De plus, en lisant cet article : Ensoleillement

Dans le Sud de la France en été : 5,4 kWh/m²/jour grand maximum.

On comprend vite le potentiel de l’orbite géostationnaire :

Dans l’espace en GEO : 1360 W x 3600 s = 4,9 kWh/m² x 24 h = 117,5 kWh/m²/jour quasi en continu toute l’année.

Si je ne m’abuse, le solaire serait déjà 20 fois plus avantageux en orbite qu’au sol, si l’ensoleillement du Sud de la France en été se maintenait toute l’année à la disponibilité des panneaux photovoltaïques. Tout cela pour dire qu’à mon avis, l’énergie grise est tout de même vite remboursée…

Cordialement

[invite765732342432]

-700 tonnes de propergol (poudre, hydrogène, oxygène)

Je n'arrive pas à trouver combien d'énergie ça représente. Quelqu'un en aurait une estimation, même vague ?

[Geb]

Bonjour Faith,

Une réponse très vague tiré de ce papier : Energy, incessant obsolescence, and the first interstellar missions

The Shuttle launch energy of 1.2 x10¹³ Joules-per-launch is from a calculation in Frontiers of Propulsion Science [9: p.147].

Je ne sais pas vraiment ce que launch energy veut dire, mais vu que le Shuttle c'est un peu moins de 2000 tonnes de propergols, et qu'il satellise environ 109 tonnes en orbite basse... ça donne un ordre de grandeur, vague, de l'énergie nécessaire.

Cordialement

[Geb]

D'après moi, 109 tonnes en LEO ça représente l'équivalent de 40 tonnes en orbite géostationnaire avec l'énergie qu'on attribue au Shuttle.

Donc si on compte 3 kg de panneaux pour une énergie de 1 kWe, je trouve 250 heures de fonctionnement pour rembourser l'énergie requise pour la satellisation. Par contre, pour le prix, une baisse du coût d'accès à l'orbite ne serait pas de trop...

Un calcul très, très sommaire semble indiquer qu'il ne faudrait qu'une semaine et demi à des panneaux solaires en GEO pour rembourser l'énergie grise du "transport".

Cordialement

[polo974]

Bonjour,

En ce qui me concerne, je suis persuadé que 50% de l'électricité française d'origine photovoltaïque est un objectif tout à fait envisageable, même 100 %... si et seulement si, on élève les panneaux de disons... 36 000 km
...
Cordialement

Et un vague, léger, petit problème de transport de l'électricité ensuite...

[moijdikssékool]

Tout cela pour dire qu’à mon avis, l’énergie grise est tout de même vite remboursée…

à partir du moment où le kg mis en orbite coûte 30.000euros:
400w/kg -> 175GWh/kg/50ans -> 0.02euros/kwh
quel est le prix d'1kg de panneau orbital?
Quel serait le rendement (et quel système) de conversion entre l'énergie sortant d'un panneau en orbite et l'énergie arrivant au pied de vache d'un transfo EDF?

[Geb]

Bonjour,

Mon but était d'expliquer pourquoi le solaire spatial est l’énergie renouvelable ultime, par son potentiel énorme (le soleil est une sacrée source d’énergie), le fait qu’elle n’est pas intermittente, qu’elle n’a pas besoin de stockage au sol (l’énergie inutile est simplement renvoyée dans l’espace).

D’ailleurs, c’est intéressant de se dire que l’on va cette fois chercher l’énergie à la source, dans l’espace, sans la laisser passer "librement" par l’atmosphère, ou exploiter tous ses dérivés (l’énergie hydraulique via le cycle de l’eau, l’énergie éolienne, une part des énergies marine et la biomasse).

On pourrait même imaginer un lanceur tout LOX/LH2 (comme la Delta IV Heavy), dont les besoins en hydrogène seraient issus de l’électrolyse de l’eau alimentée par l’électricité produite par les panneaux en orbite.

A ce moment-là, on pourrait imaginer fournir TOUS les besoins énergétiques de la planète (et non plus seulement électriques/France) : voitures à pile à combustible, avions, vélos électriques, fours électriques de type industriel, etc… en "décarbonisant" énormément la filière énergétique au passage.

Pour fournir les 30 TW prévu pour la consommation mondiale en 2050, on aurait besoin d’au moins 30 000 centrales de 3000 tonnes au minimum en orbite géostationnaire.

Quel serait le rendement (et quel système) de conversion entre l'énergie sortant d'un panneau en orbite et l'énergie arrivant au pied de vache d'un transfo EDF?

Pour transmettre l'énergie au sol, on utilise un simple grillage métallique pour réceptionner un faisceau micro-onde d'une fréquence de 2,4 GHz ou 5,8 GHz. A ces fréquences, la perte d'énergie dans l'atmosphère est d'environ 2%.

La conversion en électricité est sans doute effectuée avec un résonateur par induction (des bobines conductrices). Voir ici : WiTricity

Cordialement

[verdifre]

bonsoir,

Pour transmettre l'énergie au sol, on utilise un simple grillage métallique pour réceptionner un faisceau micro-onde d'une fréquence de 2,4 GHz ou 5,8 GHz. A ces fréquences, la perte d'énergie dans l'atmosphère est d'environ 2%.

et quand ca tombe a coté du grillage, on passe tous au four micro-onde ?
Je ne suis décidément pas fan des solutions hyper_centralisées.
Ce type de projet est parfois une excuse pour ne rien faire tout de suite, alors que l'on a deja en main de quoi faire beaucoup (peut être pas tout mais déja une bonne partie)
Pour ma part je suis beaucoup plus pour des solutions trés decentralisées.
Un panneau solaire et une petite batterie pour alimenter le frigo par exemple peut être fait rapidement dans la plupart des maisons et avoir un impact non negligeable
(bien sur avec un secours reseau afin de ne pas être tenu de répondre à 100% des cas de figure, mais juste 80 à 90 %)
on peut imaginer un fonctionnement semblable pour les entreprises en leur "demandant" de produire un pourcentage de l'energie qu'ils utilisent.

fred

[moijdikssékool]

la perte d'énergie dans l'atmosphère est d'environ 2%.

dans la vidéo, c'est 15%. Pour une distance de 1.6km, à comparer aux 36.000km depuis l'orbite géo. Le rayon peut-il être suffisamment concentré et directif sans interférer avec les autres ondes radio? Parceque bon, 1% de perte du faisceau dans l'atmosphère, c'est comme une antenne radio de 10MW. La sensibilité des systèmes de communication (qui utilisent désormais les fréquences que tu cites) est de 1W/10km, ce qui les pertuberait à plus de 2.000km

[Geb]

Bonsoir,

et quand ca tombe a coté du grillage, on passe tous au four micro-onde ?

Un peu de lecture pour les sceptiques (qui lisent l'anglais) :

Safety of Space‐Based Solar Power

Un passage qui, personnellement, m'a convaincu :

In a typical SBSP system, the beam transmitting the energy from space would be approximately 2 to 4 kilometers wide. The strength of the beam is highest in the center and rapidly decreases to very low levels at the periphery of the beam. The peak power density at the center of the beam at it intersects the rectenna is on the order of 300 watts per square meter (W/m2) or 30 miliwatts per square centimeter (mW/cm2).

To put 30 mW/cm2 in perspective, the energy generated inside a typical kitchen microwave oven is approximately 1000 mW/cm2. This means the power density at the center of an SBSP beam is only 3% as strong as a typical countertop microwave oven.

dans la vidéo, c'est 15%. Pour une distance de 1.6km, à comparer aux 36.000km depuis l'orbite géo.

Le rapport exprimé dans la vidéo est celui de l'efficacité de collection. Il ne s'agit pas de pertes. Concrètement, la rectenna de la vidéo, qui comme je l'ai dit peut-être un simple grillage en fil de fer, intercepte 83% du flux incident. Autrement dit, si le flux micro-ondes est de 300 W/m² au centre de la rectenna, il n'est plus que de 51 W/m² sous la rectenna.

Certains avocats des centrales solaires orbitales pensent même que dans ces conditions, et comme il s'agit de rayonnements non-ionisant, ont pourraient en faire simultanément des surfaces cultivées. Essayez donc de faire pousser des plantes sous un panneaux photovoltaïques...

Aussi, dans ce papier on parle de seulement 100 000 km² de rectennas au sol pour intercepter 20 TW. D'après vous, il faudrait quelle surface au sol à des panneaux photovoltaïques ?

Cordialement

[Garlik]

300 W/m2 et 51 W/m2...à rapprocher des 188 W/m2 moyen sur terre. Quel est l'intérêt de monter une telle installation si c'est pour récolter moins que le flux solaire direct au sol, à Marseille par exemple ?

Par ailleurs, 100.000 km2 pour 20 TW. Ca représente 1000 fois la taille de Paris. Intégralement recouverte de récepteur. Et c'est censé être réaliste ?

Enfin, vous aurez sans doute remarqué que la terre tourne sur elle même. Pour viser un même point au sol, il va donc vous falloir mettre au point un système mobile. A mon sens c'est le gros point faible qui est justement systématiquement passé sous silence ;
- si l'installation est géostationnaire, on limite la zone de réception à la bande de l'équateur, sinon l'atténuation atmosphérique va vraiment commencer à poser problème avec des angles d'incidence forts. De plus, l'installation va bouger par rapport au soleil et il faudra en permanence corriger l'orientation des panneaux qui se trouveront en plus fatalement dans le cône d'ombre de la terre pendant quelques heures.
- si l'installation est héliosynchrone, on n'a plus de problèmes d'orientation des panneaux, mais on vient de le troquer contre un autre cauchemar; celui de l'orientation du beam de micro-onde vers une station de réception fixe au sol qui se retrouvera la plupart du temps hors de vue de l'émetteur.

Dans les 2 cas, on se trouve devant une difficulté technique de taille (orienter des panneaux en continu, ou viser un point au sol avec précision tout en bougeant) et une perte de rendement notable du fait du masquage soit du flux de réception soit du flux d'émission.

[wizz]

http://fr.wikipedia.org/wiki/Ariane_5
la fusée Ariane, 70 tonnes de propergol pour 10 tonnes en orbites géo

http://fr.wikipedia.org/wiki/Satellite_artificiel
ensuite, un satellite, c'est relativement peu de charge utile
un peu de carcasse, des panneaux PV pour alimenter les composants du sat télécom, et un gros réservoir de carburant nécessaire pour repositionner le satellite. Et souvent, lorsqu'un satellite est dit en fin de vie, ce n'est pas que tous ses circuits électroniques soient complètement cramés. C'est parce qu'il ne reste plus de combustibles pour qu'il se repositionne correctement
Donc cet exemple ci-dessus, pour qu'il fonctionne 45 ans, ce sera donc 10 tonnes à lancer dont les 3/4 est du carburant, et moins d'une tonne de charge utile. En ce qui nous concerne, ce sera moins d'une tonne de panneaux PV, de transfo micro onde, de l'émetteur, etc...

Un satellite télécom qui arrose tout l'Europe, un grs rayon de 2000km de diamètre, il n'est pas nécessaire de viser à 60km près. Faut juste faire de telle sorte que les Brestois soient en dehors si ça vise top à l'Est, ou que les polonais soient en dehors si ça vise trop à l'ouest. Bref, on ne fait des correction que de tems en temps

Quand ce cone couvert bouge de 60km, alors son centre bouge aussi de 60km. Ce n'est pas grave avec un satellite télécom. Mais pour un satellite électrique, ce ne serait pas top si ça bouge autant...sauf si on a un gigantesque parabole récepteur au sol de 100km de diamètre
Une précision de visée de 60km au sol, ça parait beaucoup. Mais depuis le satellite, ça demande une précision de 0.1°
Et si on veut un "petit" parabole de réception au sol, genre une dizaine de km au sol, alors il faudra viser à 0.01° près. Faudrait faire beaucoup de correction...et consommer beaucoup de carburant...qui diminuera d'autant la durée de vie du satellite. Sauf si bien sûr, on s'amuse à ravitailler ces satellites en carburant, mais ce qui peu ou prou revient à lancer un nouveau satellite

Un satellite géostationnaire, c'est comme des gamins qui tournent autour du feu en se tenant les mains. D'une position fixe à l'extérieur, on verra le gamin successivement de dos, puis en bias, puis de profil, puis en biais, puis de face derrière le feu, puis etc...
Une éclipse de Lune, ça arrive de temps en temps
Une éclipse d'un satellite géostationnaire, ça arrive tous les jours. Et depuis l'altitude de 36000km, l'éclipse durera 1/10 jour. Le reste du temps, il sera éclairé. C'est de cette manière qu'on a découvert fortuitement le phénomène d'effet mémoire des accu, en sollicitant la batterie toujours de la même manière

Ensuite, le satellite est éclaire 9/10 du temps...sauf qu'à midi (le vrai midi solaire), il sera pile poil en face au soleil. Mais à 6h et à 18h, il sera de profil, donc zéro kWh produit. Puis entre ces 2 positions max et zéro, le satellite sera présenté plus ou moins de biais par rapport au soleil.
Le résultat sera alors une petite fonction sinusoidal à intégrer. Puis avant 6h et après 18h, le satellite est toujours éclairé par le soleil (il n'est pas encore éclipsé par le cone d'ombre de la Terre), sauf qu'il sera en biais...et de dos par rapport au soleil, donc aussi zéro production d'élect

Reste alors à faire tourner le satellite sur lui même, à la vitesse d'un tour par jour. De cette manière, les panneaux seront toujours de face au soleil. Sauf que le parabole émetteur doit toujours viser le même point sur Terre, d'une très grande précision. Bonjour la complexité, la fiabilité du mécanisme....et la consommation d'hydrazine

A mon avis, la réussite du PV ne réside pas dans la recherche du rendement énergétique (produire le plus possible avec un panneau) mais dans la recherche du rendement financier (le kWh produit le moins cher possible). Et là, il vaut mieux les poser au sol. Faire simple, pas cher

[Garlik]

Oui, c'est bien le problème que je pointe du doigt; le satellite doit bouger tout le temps et ne captera presque jamais 100% de l'iradiance solaire maximale, et pas 24/24, ce qui fausse largement les calculs de rendements. Par ailleurs, s'il bouge tout le temps, ce n'est pas 5 ou 7 tonnes de carburant qu'il faudra envoyer en l'air mais 5 ou 10 fois plus. C'est tout de suite moins sexy.

Cependant, le rendement énergétique n'est pas non plus à négliger. On peut donc également arguer que chaque étape présente son lot de pertes ; on ne captera pas 100% du flux, la transformation en microondes ne sera pas complète, l'atmosphère terrestre apportera aussi son lot de pertes, en particulier en cas de couverture nuageuse, la réception ne récoltera pas toute l'énergie transmise etla transformation en électricité aura elle aussi un rendement inférieur à 1. J'attendrais qu'on me présente un calcul de rendement final avant de m'extasier sur cette techno...

Ce qui me gène dans tout ça, c'est que c'est un calcul de coin de table, ce qui n'est pas nécessairement un problème, mais qui ignore volontairement toutes les contraintes techniques et économiques. Alors présenté comme ça, c'est sûr que ca semble attirant, mais quand on se penche un peu sérieusement dessus, c'est treèèès loin d'être la panacée.

[Geb]

Bonjour à tous,

300 W/m2 et 51 W/m2...à rapprocher des 188 W/m2 moyen sur terre. Quel est l'intérêt de monter une telle installation si c'est pour récolter moins que le flux solaire direct au sol, à Marseille par exemple ?

Tu as mal compris. Dans le papier cité plus haut on nous dit ceci :

The collection efficiency of the rectenna in capturing the energy of the beam approaches an impressive 87%. Because so much energy of the beam energy is filtered out by the rectenna, it is highly likely the area underneath the rectenna, especially in the out segments, will be usable for other applications perhaps even including agriculture (remember microwave signals are non‐ionizing).

Le flux micro-ondes est aujourd'hui absorbé à 87% avec ce type de technologie. C'est-à-dire que le flux qui atteint la rectenna au sol est de 300 W/m², tandis que sous la rectenna il n'est plus que de 39 W/m². Ainsi, le flux de micro-ondes apporte 261 W/m² net.

Aussi, le flux solaire fluctue constamment au sol, il passe de l'énergie reçue en été à midi, à celle que l'on reçoit la nuit... de la Lune. Par contre, le flux de micro-ondes, lui, est constant. Et cette constance est un sacré avantage par opposition à toutes les autres formes d'énergie renouvelables.

Par ailleurs, 100.000 km2 pour 20 TW. Ca représente 1000 fois la taille de Paris. Intégralement recouverte de récepteur. Et c'est censé être réaliste ?

Si un jour on veut fournir 100 % de l'énergie consommer par ce biais, en passant au tout électrique (transports et usines y compris), on parle de 30 TW de consommation (toutes sources d'énergie confondues) pour 2050. Cela fait donc une surface de 150 000 km² à couvrir.

En outre, comme dit précédemment, vu que le flux de micro-ondes sous le grillage de la rectenna est relativement faible, et qu'un grillage laisse passer la lumière visible, on peut tout à fait disposer ces 150 000 km² au-dessus de surface actuellement cutivées. D'après la FAO, cela représente ~4,3 millions de km² à l'heure actuelle (3% des terres émergées).

D'une façon plus pratique, on pourrait même mettre une rectenna là où on veut et en faire une ferme high-tech n'importe où en se servant d'une infime partie de l'énergie produite pour alimenter le tout.

Si un jour on veut fournir 100 % de l'énergie consommer par ce biais, en passant au tout électrique (transports et usines y compris), on parle de 30 TW de consommation (toutes sources d'énergie confondues) pour 2050.

Pour reprendre un article de Futura :

Quel est le potentiel énergétique de l’énergie solaire ?

En France, 5.000 km² de panneaux solaires photovoltaïques, soit moins de la moitié de la surface bâtie, suffiraient à assurer la consommation électrique nationale.

La consommation électrique nationale représentant environ 116 GW de puissance installée en France, cela veut dire que pour 30 TW, il faudrait un peu moins de 1 300 000 km² de panneaux photovoltaïques. Soit 9 fois plus de surface qu'une rectenna de puissance équivalente.

Cordialement

[Geb]

J'attendrais qu'on me présente un calcul de rendement final avant de m'extasier sur cette techno...

Ce qui me gène dans tout ça, c'est que c'est un calcul de coin de table, ce qui n'est pas nécessairement un problème, mais qui ignore volontairement toutes les contraintes techniques et économiques. Alors présenté comme ça, c'est sûr que ca semble attirant, mais quand on se penche un peu sérieusement dessus, c'est treèèès loin d'être la panacée.

Cette technologie n'a pas été expérimenté à cause du coût actuel de lancement en GEO.

Je me permet de faire un petit aparté, pour fixer les idées. D'après les Historical Data, disponibles sur le site de British Petroleum, la consommation d'énergie primaire s'est élevée à 11164,3 millions de tonnes d'équivalent pétrole en 2009.

Vu que BP utilise un ratio de 42 gigajoules par tonne de pétrole brut, cela correspond a une énergie de ~4,69x10²⁰ J sur l'année 2009.

Si on veut obtenir une puissance, sachant qu'il y 31 536 000 secondes dans une année civile (sans tenir compte de l'année astronomique réelle), on obtient une puissance moyenne de 14,87 TW, ce qui ne tient pas compte des pics de consommation et donc, de la puissance effective a installer, vu que la consommation d'énergie primaire prend en compte celle due aux transports (consommation automobile, de l'aviation, etc...).

Quoiqu'il en soit, comme je l'ai dit dans d'autres discussions, les prévisions de consommation pour 2050 table sur 30 TW de consommation mondiale toutes sources d'énergies confondues.

Faisons le pari qu'une centrale orbitale d'1 GW toute équipée (générateur micro-ondes, radiateurs, panneaux photovoltaïques...), représente 10 000 tonnes de hardware, et que l'on va fournir 100 % de l'énergie consommer au niveau mondial en 2050 par ce biais.

Imaginons maintenant que la technologie soit prête pour 2020. En 30 ans, on devrait satelliser 30 000 x 10 000 = 300 millions de tonnes de charge utile en GEO. Le trafic des lancements en orbite géostationnaire est à ma connaissance, d'environ 100 tonnes. Le rapport en terme de masse entre ce qu'on est capable de faire, et ce qu'on devrait pouvoir accomplir si on veut "décarboniser" nos sources d'approvisionnement est donc de 1 sur 100 000.

On voit donc les grosses limitations des lanceurs orbitaux actuels :

- Très faible volume de lancements (Ariane 5 est théoriquement capable d'en assurer un tous les 23 jours au mieux),
- Coût exorbitant d'un lancement, a fortiori en GEO plutôt qu'en LEO,
- Faible capacité des lanceurs actuels (~10 tonnes pour Ariane 5, ~13 tonnes pour la Delta 4 Heavy).

Ce sont là les 3 seuls arguments qui explique pourquoi le solaire orbital, qui a des avantages indéniables, n'a pas encore été expérimenté.

Cordialement

[FDFD]

Bonjour,

Compte tenu des contraintes de l'espace évoquées plus haut par WIZZ et en particulier les radiations et autres ions lourds qui limitent la durée de vie des panneaux, la proposition de créer une centrale photovoltaique géante en orbite géostationnaire n'est pas sérieuse.

Imaginez ce qui se passerait en cas de tempête solaire....

C'est de la pure communication de la part des industries qui travaillent dans le spatial, pour mettre en avant une petite touche écolo... C'est tout juste bon à couvrir une feuille de papier glacé dans un salon hightech...

Et je ne parle même pas des coûts faramineux d'une telle entreprise...

Si le solaire a un avenir, c'est bien sur notre bon vieux plancher des vaches !


Cordialement.

[Garlik]

Tu as mal compris. [...] Ainsi, le flux de micro-ondes apporte 261 W/m² net.

J'ai très bien compris, je suis en train de te dire que la collecte de ces 261 W/m2 doit être transformée en électricité et, comme tout transfert d'énergie et comme la transformation d'une irradiance solaire en énergie électrique, cette transformation ne se fait pas sans pertes. Du coup on est très loin du facteur 20 évoqué plus haut entre solaire au sol et solaire dans l'espace.

Par contre, le flux de micro-ondes, lui, est constant. Et cette constance est un sacré avantage par opposition à toutes les autres formes d'énergie renouvelables.

Non il ne sera pas constant, pour toutes les raisons évoquées plus hauts. A moins de trouver un moyen de violer la géométrie et certaines lois physiques.

Tu continues à ignorer les contraintes et inconvénients...

[Geb]

J'ai très bien compris, je suis en train de te dire que la collecte de ces 261 W/m2 doit être transformée en électricité et, comme tout transfert d'énergie et comme la transformation d'une irradiance solaire en énergie électrique, cette transformation ne se fait pas sans pertes.

Je suppose qu'on pourrait faire des faisceaux plus concentrés pour augmenter la puissance à surface égale. Cependant, dans ce cas, la limite de 50 W/m² sous la rectenna serait dépasser, et la maintenance serait interdite avec la législation actuelle.

Du coup on est très loin du facteur 20 évoqué plus haut entre solaire au sol et solaire dans l'espace.

Heureusement que j'ai mis le calcul, comme ça tout le monde sait qu'il y a vraiment 20 fois plus d'énergie solaire qui passe dans 1 m² dans l'espace, qu' 1 m² sur le plancher des vaches

Non il ne sera pas constant, pour toutes les raisons évoquées plus hauts. A moins de trouver un moyen de violer la géométrie et certaines lois physiques.

Sauf que le problème de la constance de l'énergie photovoltaïque terrestre est bien pire, étant donné le cycle jour/nuit, la différence entre hiver/été pour les régions tempérées, et la grande difficulté de faire correspondre production et consommation d'énergie. De plus, une rectenna est beaucoup moins sujette à une réduction du flux du à la poussière que des panneaux photovoltaïques, et encore une fois, la rectenna peut se juxtaposer à une surfaces occupées par les terres agricoles. Chose impossible avec des panneaux photovoltaïques qui ne laissent pas passer la lumière visible.

Tu continues à ignorer les contraintes et inconvénients...

Encore une fois, d'après moi, le seul point où le photovoltaïque terrestre peut s'enorgueillir d'un avantage sur le photovoltaïque orbital, c'est quand on en vient à la question du coût de l'accès à l'orbite.

Cordialement

[Tilleul]

L'argument de la lumière visible ressemble plus à une solution qui se cherche un problème à résoudre.

Les surfaces qui sont perpétuellement baigné de soleil, ça s'appelle des déserts... Pour faire de l'agriculture il faut aussi de l'ombre, beaucoup de plantes arrêtent leur photosynthèse quand l'ensoleillement direct devient trop important. Les serres photovoltaïques ça fait longtemps que ça existe.

Avec le solaire la place n'est pas un problème, comparer avec l'état d'une région après 30 d'extraction de n'importe quelle ressource naturelle et vous aurez une meilleure idée de ce que ça donne...

Bon je ne suis pas certain que ce soit une bonne idée de faire du 50% de PV mais si vous voulez le faire...

Soit vous êtes dans un pays de la sun belt comme une grande partie de l'humanité et là c'est le jackpot : votre ensoleillement et quasiment le même toute l'année, vos besoins d'énergie sont majoritairement durant le jour et en plus le soleil produira au maximum quand vos ressources hydros commenceront à être basse... A ce moment là il vous faut éviter d'avoir une puissance injectée qui va faire du yoyo et vous mettra plein de problème de tension alors soit vous aurez besoin de stockage avec une bonne puissance mais qui n'aura pas énormément besoin de stocker d'énergie (type volant d'inertie), soit vous investissez dans 10 fois plus d'énergie solaire que nécessaire pour profiter du fait que le solaire PV est la seule énergie capable de démarrer ou de s'arrêter à la microseconde prêt.


Soit vous êtes en Europe et là, pas de bol votre production solaire est très marqué en été et peu en hiver... Bon le principe pour stocker de l'énergie saisonnier le plus rapide à mettre en oeuvre c'est la génération de méthane solaire : fabrication d'hydrogène à partir de l'eau, réaction avec du carbone pour faire du méthane avec ça et stockage du soleil d'été dans les infrastructures de stockage de gaz naturel qui ont déjà été construite depuis plus d'un demi-siècle pour répondre à notre pointe de besoin en hiver... Ca a un rendement pas terrible (genre 20 à 25% en comptant les pertes dans la turbine électrique) mais au moins toutes les infrastructures sont déjà en place...

[verdifre]

bonjour,

Ainsi, le flux de micro-ondes apporte 261 W/m² net.

le soleil, a midi apporte 4 fois cela.
pour avoir la même energie il faut alors une surface comparable ( comparer le prix pour faire ganer 10 % aux panneaux pv et pour les lancer sur orbite)

bien que je sois pas fan des trucs hypercentralisés, un bon reseau HVDC et des panneaux repartis tout autour du monde me semblent plus simples , plus fiable et moins couteux
fred

[polo974]

On parle du réchauffement de la planète et il y a des cré.... qui veulent y faire converger encore plus d'énergie dessus...

Dans l'espace, c'est des ombrelles qu'il faudrait mettre...

Si sur les ceintures désertiques, il était installé des usines solaires, le pb énergétique serait réglé (pour un investissement très nettement inférieur (quoique colossal...).