Mer, déserts cotiers, agriculture, énergie

[ecolami]

Bonjour,
il existe sur terre des dizaines de milliers de kilomètres de côtes désertiques (toujours longées par un courant froid).
En combinant plusieurs techniques bien au point on peut valoriser avec des énergies renouvelables ces zones.
+L'énergie thermique des mers ETM emploie la différence de température entre l'eau chaude en surface et l'eau toujours froide en profondeur (1000m). Il s'agit d'une machine thermique fonctionnant a basse pression et produisant de l'énergie ET de l'eau douce.
+Les chauffes eau solaires, ici réduits à leur plus simple expression sous forme de vastes bassins couverts d'un voile (épais) transparent. On attend juste de ce dispositif de réchauffer l'eau de mer (il pourrait aussi produire du sel). L'idée est de considérer que l'espace ne manque pas dans le désert, que l'eau des bassins peut être au niveau de la mer et aussi que l'eau des courants froids doive être réchauffée!
En combinant l'eau froide des profondeurs avec une eau de mer réchauffée au soleil on peut obtenir un écart de température comparable à un moteur à vapeur (d'eau) et produire simultanément de l'électricité ET de l'eau douce résultat de l'évaporation à basse pression propre aux machines ETM.

Ce qui est important dans le rendement est que la température chaude soit aussi basse par rapport à la différence de température. La formule du rendement théorique d'une machine thermique est égale à la différence de température divisée par la température chaude en degrés Kelvin. Donc pour une différence donnée il sera mieux d'avoir une valeur faible comme diviseur.
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[wizz]

Ce qui est important dans le rendement est que la température chaude soit aussi basse par rapport à la différence de température. La formule du rendement théorique d'une machine thermique est égale à la différence de température divisée par la température chaude en degrés Kelvin. Donc pour une différence donnée il sera mieux d'avoir une valeur faible comme diviseur.

....eh non
il faut la température la plus chaude d'un côté, et la plus froide de l'autre
En thermodyn, on provoque un flux d'énergie, ici sous forme de température. Et ce flux va toujours du côté le plus chaud vers le côté le plus froid: c'est ce qu'on appelle la différence potentielle énergétique (qui est valable aussi avec l'énergie potentielle, comme une chute d'eau). DOnc plus ça tombe de haut, et plus il y a d'énergie à extraire. Il faut donc une différence de température la plus grande possible.

Le rendement, c'est r=1-Tf/Tc
Si tu as la température au zéro absolue pour le côté froid, alors le rendement est parfait
Si la température froide est celle ambiante, alors il faut avoir la température la plus chaude de l'autre, afin que le ratio Tf/Tc soit le plus petit possible, et donc le rendement le plus élevé possible (le ratio Tf/Tc est ce qu'on appelle parfois l'impot de Carnot)

Donc si tu chauffes l'eau sans un dispositif de concentration, alors tu atteindras 40-50°C environ.
Alors disons que la température froide est à 8°C, soit 285°K
Disons que la température chaude est à 48°C, soit 325°C
Le rendement sera alors 1-285/325, soit 12%
1m² exposé au soleil qui tape à midi, ça a une puissance de 1000W environ
Avec 12% de rendement, alors chaque m² de ton dispositif pourra produire environ 120W dans le meilleur des cas
ps: un réacteur nucléaire, c'est environ 1 200 000 000W
ps: à déduire l'énergie nécessaire pour le fonctionnement de cette centrale, genre pompe à eau (l'eau froide ne va pas circuler toute seule, si c'est froid, alors c'est dense, lourd, et spécialement lorsque Archimède dit que si c'est lourd, donc ça reste en bas)


Ensuite, ces coins désertiques, c'est généralement pas de "civilisation", c'est à dire loin de tout, et avec des gens très pauvres
Ces gens très pauvres, ils n'ont pas les moyens pour acheter de l'électricité "ordinaire", c'est à dire fait avec du charbon pas cher. Ils auront encore moins de possibilité d'acheter cette élect "écolamique". Idem pour l'eau produite

Sinon, on peut aussi tirer 5000km de ligne haute tension pour relier cette centrale ecolamique vers une ville moderne pour y vendre cette élect. Idem pour l'eau. Un gros pipeline avec....des gros moteurs élect pour pomper l'eau


Sinon, c'est pas mal tes idées
Faut juste les faire valider par les lois de la physique..

[barda]

slt,

de tels dispositifs font l'objet de "projets" scientifiques, encore utopiques à cause des conditions économiques comme le fait remarquer wizz, mais dont certains ont déjà été réalisés à l'état de prototype:

- des pompes solaires, avec panneau thermique, fluide frigorifique et moteur alternatif, ont permis dans des régions désertiques, d'aller chercher l'eau à grande profondeur, cette eau constituant la source froide; expérimentées dans le sahel au milieu des année cinquante, ces pompes ont été abandonnées faute de marché, ne tenant pas la concurrence face à un petit groupe électrogène au gazoil...
- des "ludions" ancrés en zone tropicale exploitaient la différence de température entre eau profonde et eau de surface pour produire de l'électricité, avec comme bénéfice secondaire de faire remonter en grande quantité de l'eau plus riche en sels minéraux, permettant l'aquaculture d'algues... un prototype français a même fonctionné du côté de la martinique ou de la guadeloupe, la guerre de 39 mettant fin à l'expérimentation...

Il faut bien voir que ce genre de principe de "fabrication" d'énergie a déjà été très largement étudié , les bases scientifiques utilisées étant disponibles depuis très longtemps; c'est l'essor des techniques modernes et de l'énergie quasi gratuite du pétrole qui a stoppé leur développement, bien plus que leur difficulté de mise en oeuvre... il en a été de même d'ailleurs avec l'énergie éolienne (rappellons qu'au début des années soixante, la france était leader mondial de cette technique, par ailleurs multiséculaire), tuée par le nucléaire, trois ou quatre fois moins coûteux...

[barda]

burps, je viens de m'apercevoir que le sujet est déjà abordé deux fils plus loin... inutile de poursuivre...

[A voir en vidéo sur Futura]

[wizz]

Une machine thermique avec les eaux de surface et en profondeur?
Rien de plus facile

Disons que l'eau froide en bas est à 4°C, soit 277°K
et l'eau en surface est à 27°C, soit 300°K
Le rendement du système est de.... 7.6%

7.6%, oui, mais 7.6% de quoi?
Comme tout le monde, il est préférable de prendre 1% d'un très gros gateau que de 75% d'un petit gateau
Alors, quelle est ce gateau énergétique, dont on a extrait 7.6%?

L'eau, tout le monde connait ses caractéristiques scientifiques
1 calorie, c'est l'énergie qu'il faut pour chauffer 1 gramme d'eau de 10°C
1 calorie = 4.18 joules

Supposons qu'on a 1 gramme d'eau à 4°C, et qu'on veut la chauffer jusqu'à 27°C, alors il faudra y apporter 23 calories
Et inversement, "en tombant" de 27°C à 4°C, alors ce gramme d'eau va restituer....23 calories. C'est le maximum qu'on puisse en tirer d'un gramme d'eau à 27°C et qui "tombe" jusqu'à 4°C. (on voit bien que plus la température chaude est élevée, et plus la température froide est basse, alors plus grande est la quantité d'énergie récupérable)

Et donc avec 1 litre d'eau, on a 23.000 calories
Et donc avec 1000 litres d'eau, on a 23.000.000 calories
Et donc avec un rendement de 7.6%, on va pouvoir récupérer 1.763.333 calories, soit environ 2kWh

MAIS
pour avoir un tel rendement, il faut que la source froide soit infinie, c'est à dire une quantité faramineuse d'eau froide à 4°C, pour que la différence soit toujours de 23°C
Parce que imaginons que face à 1m3 d'eau chaude à 27°C, on lui présente 1m3 d'eau à 4°C. Alors la température de cet eau froide va augmenter....jusqu'à 15.5°C, en même temps que celle de l'eau chaude va chuter....jusqu'à 15.5°C. Et donc la hauteur de chute n'est plus de 23°C mais seulement 11.5°C. Et une fois qu'on aura payé l'impot de Carnot, autant vous dire qu'il ne restera plus grande chose à mettre dans la ligne électrique

Ceci est très important parce que cette eau froide des grandes profondeurs, il faut la chercher. Il faut la pomper. L'eau froide est plus dense, et ne montera pas toute seule jusqu'à la surface. Or, 1m3 d'eau à 4°C pèse plus lourd de 3.5kg qu'un m3 d'eau à 27°C. Ce qui veut dire que pour pomper 1m3 d'eau à 4°C à 1000m de profondeur, ça revient à soulever 3.5kg sur une hauteur de 1000m. Et ça, on sait le calculer. Il faut 35000 joules, ou 8370 calories

Donc:
-soit on pompe 1m3 d"eau froide pour faire face à 1m3 d"eau chaude, il ne faut dépenser que 8370 calories pour pomper l'eau froide...mais la hauteur de chute d'eau n'est que de 11.5°C, et Carnot ne manquera pas de rigoler devant notre projet

-soit on pompe beaucoup d'eau froide afin que le "mélange final" soit la plus froide possible, c'est à dire la hauteur de chute la plus grande possible, depuis 27°C jusqu'à 5, 6, 7 ou 8°C. Mais pour cela, il faudrait pomper non pas 1m3 d'eau froide mais pomper 10, ou 20, ou 50m3 d'eau froide. Mais cette fois ci, il faudra payer l'impot Newton (la gravité)

Et bien entendu, le dispositif permettant de transformer cette différence de température en électricité a lui même un rendement (genre vaporisation de l'amoniac, qui fait tourner une turbine, qui entraine un alternateur...)

Bref, peu d'énergie à en tirer, mais un cout d'investissement énorme. Une telle centrale risque de n'être jamais rentable

[wizz]

à propos de la chute de température, "tomber" de haut, vulgarisons cela pour les profanes

Prennons un barage hydraulique, d'une hauteur de 100m. Une masse d'eau tombant de cette hauteur, tout le monde sait calculer son énergie potentielle. Et si on peut toujours exploiter une même énergie potentielle, c'est parce qu'en bas du barage, l'eau est évacuée par la rivière, ce qui fait que la différence de hauteur entre le haut du barage et le bas est toujours de 100m

Imaginons qu'en aval du barage, il y a un bouchon. Alors l'eau ne peut plus être évacuée, et donc en aval du barage, le niveau d'eau commencera à monter, à monter, et moins grande est la différence de hauteur entre le niveau du barage et le niveau d'eau de l'autre côté. Et lorsque le niveau d'eau en aval sera égale à celui en amont, alors l'eau du barage ne peut plus tomber. Il n'y a aucune énergie potentielle à exploiter

C'est pareil pour la chute de la température de l'eau chaude à 27°C. Il faut évacuer le plus vite possible l'eau froide qui aura été réchauffer afin que le côté froid soit le plus froid possible, afin que la différence de température soit le plus grand possible. Il faudra alors pomper beaucoup, beaucoup, beaucoup de m3 d'eau froide venant des grandes profondeurs, et donc dépenser beaucoup d'énergie pour cela....alors qu'on n'en produit pas grande chose avec cette centrale thermique océane


mais bon comme pour tout, le yakafocon, ça marche très bien...jusqu'au moment où on est confronté aux lois de la physique....et jusqu'au moment où on doit QUANTIFIER les choses

[Eric DUPONT]

d'autant que comme l'eau est froide il faut faire un effort ps negligeable du tout pour la remonter a la surface et au contraire de la geothermie ou l'eau chaude monte toute seule. raison pour laquelle ce projet na aucune chance et en le fermant il s'e
foncera parmis une multitude d'autre cadavre de sujet bien moins farfelue. voila toute l'energie que l'on pourait en tirer!

[ecolami]

Bonjour,
J'ai bien suivis vos calculs et estimations. Elles ne tiennent pas compte de la partie chauffage solaire qui pourra augmenter la température de l'eau largement au-dessus des valeurs que vous prenez en compte.
Comme toutes les énergies renouvelables (à part l'hydraulique) on travaille avec des rendements théoriques faibles. La spécificité de cette technique particulière est de produire à la fois de l'électricité et de l'eau douce.
Il n'est nullement question de production massive d'électricité pour exportation lointaine, juste de mise en valeur de vastes zones désertiques.
A l'heure ou on donne un nouvel élan aux énergies renouvelables il est bon de signaler cette combinaison de techniques déja bien connues isolément. Le véritable intérêt étant de les combiner dans les sites que j'ai décrit.
S'agissant d'Energie solaire la production n'est possible qu'une partie de la journée; mais cela ne dérange pas dans les autres centrales solaire
J'ai lu dans les réponses l'usage d'eau de mer froide pour la climatisation: c'est assurément une bonne idée, déjà ancienne, mais permettant des économies d'énergies (à défaut de production).

[wizz]

J'ai bien suivis vos calculs et estimations. Elles ne tiennent pas compte de la partie chauffage solaire qui pourra augmenter la température de l'eau largement au-dessus des valeurs que vous prenez en compte.

ah bon...
je viens de passer des vacances sous les tropiques, et l'eau de mer en surface n'était pas à 40°C

Comme toutes les énergies renouvelables (à part l'hydraulique) on travaille avec des rendements théoriques faibles..

oui...mais il faut comparer avec les sommes à investir dans un tel projet, et voir la production d'énergie qu'on peut en tirer

La spécificité de cette technique particulière est de produire à la fois de l'électricité et de l'eau douce.
Il n'est nullement question de production massive d'électricité pour exportation lointaine, juste de mise en valeur de vastes zones désertiques.

mais pourquoi faire?
qui en a besoin dans ces zones
qui en est capable de payer l'électricité produite de cette manière, ainsi que l'eau douce produite de cette manière?

[ecolami]

Bonjour,
La "partie chauffage solaire" est l'originalité du système. En effet on sait chauffer de l'eau au soleil (scoop!) et c'est justement ce qui permet d'accroitre la différence de température pour atteindre des rendements de carnot comparables a celui d'un moteur à vapeur traditionnel.
Pomper l'eau froide des grandes profondeurs nécessitera une énergie limitée qui dépend de la différence de densité entre l'eau froide et l'eau de surface et, naturellement du débit envisagé.
Pour compléter l'information http://www.clubdesargonautes.org/energie/thermique.php

mais pourquoi faire?
qui en a besoin dans ces zones
qui en est capable de payer l'électricité produite de cette manière, ainsi que l'eau douce produite de cette manière?

Cela s'appelle prendre le problème à l'envers: dans un désert il n'y a naturellement personne tant qu'il n'y a pas les moyens de vivre. Avec une population qui croit frénétiquement il devient important de valoriser de nouvelles terres. Même si ce ne sera pas la meilleurs solution.

[ecolami]

La source de cette discussion est sur une page de mon site http://ami.ecolo.free.fr/mersoleil.htm

[ecolami]

Pour compléter l'information sur l'énergie solaire et l'énergie thermique des mers voici une carte mondiale des températures de la mer réactualisée tous les jours.
http://www.meteociel.fr/observations...=07&annee=2015

[invite0cbb388c]

La source de cette discussion est sur une page de mon site http://ami.ecolo.free.fr/mersoleil.htm

Bonsoir Ecolami

pourquoi sur ton site la seule ENr c'est l’hydraulique ?

[ecolami]

Bonsoir Ecolami

pourquoi sur ton site la seule ENr c'est l’hydraulique ?

Non, pourquoi dis-tu ça?
Imagine un ensemble qui fonctionne en puisant de l'eau trés froide (15°c) en profondeur de la mer, de vastes surfaces de désert couvertes d'un voile plastique épais sous lequel de l'eau de mer est chauffée PAR LE SOLEIL, tu combine le chaud et le froid dans une machine thermique et tu obtient au bout du compte des grandes quantités d'eau DOUCE ET de L'ELECTRICITE.
Tout ça fonctionne avec de l'eau de mer mais ce n'est pas comparable a une installation hydroélectrique: dans un barrage hydroélectrique il n'y a pas de point chaud ou de point froid. C'est une énergie solaire dérivée: la soleil a évaporé de l'eau, formé des nuage en altitude et c'est l'eau qui descend du ciel qui est retenue par des barrages. C'est en continuant sa descente au travers des turbines que l'on récupère une petite partie de l'énergie solaire.

[invite0cbb388c]

Bonjour

Je dis ça car sur toutes les ENr tu n'abordes que le cote hydraulique .. c'est pour savoir pourquoi ?

[ecolami]

Bonjour

Je dis ça car sur toutes les ENr tu n'abordes que le cote hydraulique .. c'est pour savoir pourquoi ?

Je laisse le soin de parler des EnR CONVENTIONNELLES (photovoltaïques, éoliennes) a d'autres pour aborder des techniques NOUVELLES capables de mettre en valeur des milliers de kilomètres de côtes désertiques dans le monde.