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Electricité solaire

 Il y a deux façons de faire de l'électricité avec le soleil:

Le Photovoltaïque
Il est suffisamment connu pour ne pas s'y attarder.

Le solaire thermique à concentration

Pour imaginer le solaire dans sa juste mesure, il est important de savoir qu'il est capable à lui tout seul de fournir la totalité de l'énergie consommée sur la Terre à ce jour. Pour cela,

il lui faut un peu plus de:  1 heure par année

soit 8'000 fois la totalité de l’énergie qui est consommée sur la terre.

En tenant compte que 70% du globe terrestre est inondé, il ne reste donc que 30% de l’énergie solaire qui arrive sur sol ferme. La moitié de la surface ainsi utile est de fait inexploitable, parce que près de pôles, dans les zones désertiques froides ou dans les villes, c’est pas le top de pouvoir collecter cette énergie.

Donc, si pour faire large on divise par deux la surface émergée, il ne reste plus que 15% de la surface du globe qui est exploitable pour l’énergie solaire. En enlevant encore les surfaces construites, les propriétés des nantis et les zones où il est trop cher de mettre en oeuvre une récupération d'énergie solaire, il faut enlever un tiers du reste précédemment obtenu, soit un solde utile de 10%. 10 fois moins que 8'000 ne me parait pas totalement négligeable.

Il faut donc que le génie humain soit capable de prélever 0,012% de l'énergie solaire pour s'assurer de cette seule façon l'approvisionnement de toute l'énergie dont il a besoin actuellement.

Et comme il n'y a pas de raison pour renoncer aux autres énergies renouvelables, L'Humain a de quoi assurer une augmentation de consommation confortable et renoncer aux rationnements promis par les nucléaristes.

Comment donc collecter cette énergie?

Vaste question:

1° Et le plus connu, le Photovoltaïque.
Ce n'est pas le soleil, mais la LUMIERE qui est transformée en électricité. Certes, avec le soleil la production est plus forte, mais parce qu'il y a plus de luminosité sans les nuages.
Le rendement est médiocre  avec 16% de rendement (mais très supérieur au 0,012% cité plus haut).
Le Soleil nous offre 1 kW d'énergie par heure et par m2 . Le rendement photovoltaïque est d'environ 100 W dans des conditions optimales. En Europe, Il faut compter au minimum une production de 100 kWh par m2 et par an.

C’est un bon mode de production en petite quantité :
Idéal en individuel raccordé au réseau, 1 à 3 kWc. Production 1'000 à 3'000 kWh par an. (10 à 30 m2)
Viable en surface moyenne pour collectivités ou industries jusqu’à 100 kWc (1'000 m2). Production 100'000KWh par an.
Des centrales photovoltaïques beaucoup plus grandes existes.

En Suisse, la pose de photovoltaïque sur la surface des toitures fournirait plus d’électricité qu’il n’en est consommé dans le pays.

Les détracteurs du solaire ont un argument choc:
« Le problème du solaire c’est qu’il n’y a pas de production la nuit, et que la nuit aussi il faut de l’électricité ».

Imparable?                      Non.


Pour les panneaux photovoltaïques, c’est vrai, il faut de la lumière pour produire de l’électricité. Excepté pour un usage individuel ménager, stocker cette électricité dans des batteries pour l'utiliser la nuit relève d'un irréalisme total.

2° Pour les grosses capacités de production, il faut penser et construire
    des
centrales thermosolaires à concentration.

Pour ça, il faut :
Un endroit chaud et très ensoleillé, avec pas trop de monde autour: c'est possible.
Quelques centaines ou milliers de réflecteurs paraboliques, tous orientés sur un même point, au sommet d’une tour.
Dans ce foyer de concentration, un échangeur de chaleur pour produire de la vapeur.
Un turbogénérateur à vapeur identique à ceux des autres centrales thermiques pour produire de l’électricité.
En ajoutant un accumulateur de chaleur (une bouteille thermos grand modèle), le turbogénérateur peut fonctionner au-delà du coucher de soleil. Ensuite tout est question de calcul pour le nombre d’heures de fonctionnement nocturne désiré.

Ces centrales à concentration peuvent aussi être utilisées pour produire l'hydrogène nécessaire pour les piles à combustible, destinées à suppléer le manque futur de pétrole.
A la sortie de la turbine, la vapeur peut encore être utilisée pour la désalinisation de l'eau de mer. Les meilleurs endroits pour ces centrales sont aussi des endroits où l'eau manque, ce qui ne serait donc plus le cas, permettant des cultures maraîchères où rien ne poussait avant.
NB: Le transport de l'électricité sur des distances de 2'000 km et plus est techniquement possible avec des pertes minimes. 
Pour produire la totalité de l’électricité dont la Terre à besoin, en faisant abstraction de toutes les autres façons écologiques de production, il faut une surface semblable à la Suisse.
Rapporté à la surface contaminée par la catastrophe de Tchernobyl, c’est moins que la moitié de la zone irradiée qui serait nécessaire.

 

Sur la carte du Sahara, les carrés rouges représentent respectivement les surfaces nécessaires pour la totalité de la production mondiale d'électricité, le petit carré pour l'Union Européenne.

 

 

 

 

 

photo Wikipédia  


Mais comme il n’y a aucune raison valable d’abandonner l’hydraulique ou l’éolien, au contraire, l’impact du solaire à concentration devient encore moindre.

Les Réserves connues représentent 8'000 fois la consommation actuelle de toutes les énergies  durant 1'000'000’000 d’années.

Après, cette proportion augmentera, mais il n’est pas sûr que nous puissions en avoir encore besoin.

Au-delà de 4,5 milliards d’années, il faudra trouver autre chose, le soleil aura explosé.

Un peu de patience et nous aurons une Super Nova* à portée de main.

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