Energies en France : Le trésor solaire
Les problèmes de réchauffement climatique et de l’augmentation des prix pétroliers m’ont rendu attentif aux publications sur les énergies. Assez vite, je relevais des incohérences sur les ordres de grandeur, particulièrement lors des discussions émotionnelles autour du nucléaire.
J’ai décidé de me plonger dans les chiffres, et de publier ces résultats sur Agoravox, afin de pouvoir vous en faire profiter, mais aussi de trouver de l’aide pour développer l’analyse.
La lumière du soleil est l’énergie naturelle par excellence, le soleil étant considéré comme dieu et source de vie dans de nombreuses civilisations.
Quantitativement, sous nos latitudes, une surface de 1m2 exposée au soleil reçoit une puissance d’environ 1KW quand le soleil est au zénith.
Mais l’irradiation diminue quand la terre tourne, car l’épaisseur d’atmosphère traversée détourne une partie de la lumière et l’inclinaison de la surface change par rapport au soleil, jusqu’à ce que nous entrions dans l’ombre de la terre pour la nuit.
L’irradiation diminue aussi l’hiver, car l’inclinaison de la terre par rapport au soleil change, et augmente encore l’épaisseur d’atmosphère traversée et la durée de l’ombrage par la terre.
Enfin, des nuages viennent cacher le soleil, d’où l’idée fréquente de mettre des capteurs solaire au dessus des nuages : plus facile à imaginer qu’à faire, car comment faire parvenir l’énergie au sol ensuite ? Et en avons nous vraiment besoin ?
Puissance et énergie disponibles
Pour fixer les idées, en France, on peut constater que compte tenu des saisons et du mauvais temps, 1 m2 est éclairé à pleine puissance 2h par jour, soit 2KWh/m2 reçus par jour pendant 365 jours, ou 730KWh/m2 par année. EDF parle de 3KWh/m2.jour, je reste conservateur.
L’intérêt des zones géographiques à fort ensoleillement (déserts chauds, montagnes,...) apparaît clairement, avec une production jusqu’à 4 fois plus importante pour la même surface équipée, c’est à dire le même investissement. De plus, dans un désert chaud, l’ombre créée peut favoriser l’agriculture.
Selon http://www.ifen.fr/uploads/media/territoires_ree2006_03.pdf, en 2003, il y avait 11 000km2 de surface bâtie (366m2 par logement en moyenne) et 17 000km2 de routes et parking (566m2 par logement en moyenne) sur un territoire de 549 000km2 au total (18 300m2 par logement en moyenne).
La surface bâtie représente une puissance solaire crête de 11 000GW soit 122 fois la puissance électrique actuelle de la France, de 90GW. L’énergie moyenne reçue est de 8 030TWh, soit 16 fois l’énergie électrique produite en France, à 500TWh.
Et la surface des routes et parking représente une puissance solaire crête de 17 000GW soit 188 fois la puissance électrique installée de la France. Cela représente une énergie de 12 410TWh, soit 24 fois l’énergie électrique produite en France.
C’est à dire que le potentiel solaire en France, sans abimer un seul brin d’herbe, est de 311 fois la puissance électrique actuelle et 40 fois l’énergie électrique produite : même en étant très inefficace, on peut trouver dans la lumière directe du soleil toute l’énergie qui nous est nécessaire pour l’électricité, le chauffage et les transports. Et la surface totale du territoire est encore 19 fois plus grande, à 549 000km2.
- d’une part moins réchauffer l’atmosphère,
- tout en évitant d’utiliser des énergies fossiles produisant les gaz à effet de serre.
En conclusion :
La quantité d’énergie solaire est largement supérieure à tous nos besoins. Toutefois, elle n’est pas disponible en permanence : il faut savoir obéir à son rythme naturel ou apprendre à la stocker.
Mais ce sera le prochain épisode !
Le grand avantage du soleil est que son énergie est disponible, partout, pour tous et en quantité au-delà de nos besoins actuels : il suffit d’apprendre à l’utiliser... Chacun peut trouver son indépendance énergétique avec le soleil, en construisant l’indépendance énergétique de notre coopérative nationale, la France.
La question qui pourrait se poser est : pourquoi n’utilisons-nous pas plus le soleil aujourd’hui ? Concentrons-nous sur le présent, ce sera plus efficace. Mais ayons conscience que les obstacles ne sont pas techniques...
Vos commentaire sont les bienvenus !
24 réactions à cet article
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Pourquoi ? Tout simplement parce que l’on ne sais pas stocker l’énergie efficacement et qu’on a besoin de lumière et de chauffage, bizarrement, plutot quand il fait nuit et donc qu’il n’y a plus d’énergie solaire.....
Et la il y a bien un obstacle technique et économique, et oserai je dire écologique du fait du bilan carbone des installations solaires qui ne deviennent rentables de ce point de vue qu’au bout de 25 ans, c’est a dire au dela de leur durée de vie.....
Et si c’ était facilement surmontable, plein de petits malins se seraient baissés pour ramasser la bonne énergie pas chère et la revendre pour s’enrichir, à commencer par EDF dont cela augmenterai les marges....
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Je vous en prie,je sais que c’est énervant, mais ne répondez plus à ce genre d’article,tout ce que vous expliquez a déjà été démontré,chiffres à l’appui des dizaines de fois rien que sur Agoravox.
On passe son temps à tenter de faire comprendre des obstacles techniques insurmontables pour le moment, comme pour l’éolien,mais cela n’a aucune prise sur certains.Laissons les rêver.Ah oui, la petite ligne qui est apparue au bas de votre facture d’électricité pour contribution au renouvelable,et dont le nombre de chiffres avant la virgule est la seule chose qui monte pour le moment ?Bah,payer pour cela où pour le luxe indécent qu’affichent nos politiques.... -
@pierrarnard :
Je voulais juste préciser que ce premier article traite du potentiel d’énergie solaire disponible, qui dépasse tous nos besoins. Comment l’utiliser sera traité plus tard.
"Pourquoi ? Tout simplement parce que l’on ne sais pas stocker l’énergie efficacement«
Pour le chauffage, on sait parfaitement stocker depuis longtemps : mur épais, chauffe-eau,... Efficace et pas cher.
C’est pour l’énergie »dynamique« que c’est plus compliqué.
Il y a une solution technique utilisée sous vos yeux en permanence : l’air comprimé. Ce sont des réserves à air comprimé qui stockent la puissance dans tous les systèmes hydrauliques (pelleteuses, tracteurs, camions,...), qui font tourner la tourelle du char Leclerc (aucun autre système n’était capable d’avoir la puissance nécessaire...) ou qui font décoller le Rafale.
Il y a du travail pour démocratiser cette solution, mais elle fonctionne et elle est technologiquement connue, sans surprise théorique.
Sinon le stockage naturel de l’énergie solaire, c’est le bois, la biomasse.
»et qu’on a besoin de lumière et de chauffage, bizarrement, plutot quand il fait nuit et donc qu’il n’y a plus d’énergie solaire.....«
Pour le chauffage, c’est réglé.
Besoin ? c’est effectivement l’autre face du problème. De la lumière pour lire, pour circuler en voiture, effectivement. Mais pour éclairer les rues en permanence ? Pour des stades où on peut jouer le jour sans problème ? quels sont les réels besoins pour la nuit ?
D’ailleurs, une grande partie de l’énergie électrique consommée la nuit vient d’une incitation économique, les »heures creuses« , mais je n’ai pas trouvé d’estimation quantitative.
Quand on cherche des solutions, on trouve.
»Et la il y a bien un obstacle technique et économique, et oserai je dire écologique du fait du bilan carbone des installations solaires qui ne deviennent rentables de ce point de vue qu’au bout de 25 ans, c’est a dire au dela de leur durée de vie.....« . »
De quelles installations parlez-vous ? Avez-vous les sources pour ces chiffres ?
Parce qu’un capteur solaire thermique sous vide, à 80% de rendement, ce n’est pas 25ans de retour sur investissement.
Et si c’ était facilement surmontable, plein de petits malins se seraient baissés pour ramasser la bonne énergie pas chère et la revendre pour s’enrichir, à commencer par EDF dont cela augmenterai les marges...."
Il suffit que chaque foyer en France puisse produire 3KW de puissance électrique pour que EDF n’ait plus de marché : pourquoi EDF ferait-il l’apologie des systèmes qui le feront disparaitre ?
Avez-vous déjà observé les rapports entre EDF et les régies locales d’électricité en France ?
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@Joletaxi :
"ne répondez plus à ce genre d’article,«
Dans quel »genre« d’article l’avez vous classé ?
J’ai passé du temps à trouver les sources des diverses informations nécessaires et à faire ces calculs, qui paraissent finalement simples.
Donc je suis très intéressé que vous me disiez si vous avez vu une erreur, de source ou de calcul.
Concernant l’énergie solaire, j’entendais 2 justifications à sa non utilisation :
1- le soleil n’envoie pas assez d’énergie ;
2- on ne sait pas utiliser l’énergie du soleil.Ce premier article montre que la première affirmation est fausse : l’énergie du soleil reçue sur les surface bâtie, sans attenter plus aux espaces »naturels", dépasse nos besoins actuels d’une facteur 40.
Même avec 10% d’efficacité de récupération, on peut encore quadrupler nos consommations. L’énergie solaire n’est pas synonyme de régression industrielle.
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Ce n’est malheureusement toujours pas encore assez rentable économiquement.
Le rendement n’est pas encore terrible faut compter entre 15 et 20% du rayonnement solaire reçu qui est convertit suivant la techno utilisée (40% dans le top du top, mais c’est juste pour les satellites).
Mais ça avance, les différentes techno ont juste besoin de mûrir (au soleil :) )
A mon avis, le boom des installations photovoltaïque chez les particuliers a été provoqué trop tôt. D’un point de vue écologique et économique.
Entre 2 à 5 ans d’utilisation pour rembourser l’énergie nécessaire à la construction d’un panneau.
Entre 10 et 15 ans d’utilisation pour rembourser l’achat des panneaux, enfin si EDF continue à racheter l’électricité au prix qu’il faut...Quelle est la durée de vie d’un panneau solaire au final ? 20 ? 25 ? 30 ans ?
Ca se recycle comment ? Comment on fait quand on n’aura plus de silicium ?Plutôt que de donner des crédits d’impôts et forcer EDF à racheter à perte l’électricité produite, il aurait fallu investir plus dans la recherche, et expérimenter plus sur des centrales de production photovoltaïques pilotes...Et démocratiser chez les particulier une fois que l’on a une solution bien maîtrisée (de la construction au recyclage en fin de vie) et réellement rentable.
Et encourager plus l’isolation des logements, ou simplement le chauffage solaire qui est certe moins sexy mais plus simple/economique/propre à mettre en œuvre...-
Pour une fois qu’une politique intelligente et audacieuse est lancée ne critiquons pas ! C’est même une exception dans un océan d’incompétences... Citons Copenhague qui va accoucher d’une souris comme en son temps Kioto !
C’est maintenant qu’il fallait lancer le solaire grâce aux aides publiques avant justement qu’il ne le soit sans aides. Ce, parce qu’ainsi stimulé sa rentabilité réelle viendra plus vite !
Par ailleurs il n’est pas sûr que son prix soit si exorbitant que cela si on le comparait aux vraix prix des énergies fossiles et nucléaires : Vrais prix comprenant ces coûts non facturés que sont les destructions de l’environnement et autres dégâts à venir !
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@ploubi :
Tout à fait d’accord sur l’hérésie énergétique des panneaux photovoltaïques en silicium : ils ne sont pas intéressants.
J’attend beaucoup des nouveaux panneaux produits par impression, le retour sur investissement énergétique passe de 3 ans à 3 mois, selon les chiffres que l’on peut trouver, mais ils ne sont pas encore disponibles pour les particuliers. Par contre, EDF y a accès, il est partenaire du fabricant.
Par contre, les capteurs solaires thermiques sous vide existent avec une efficacité énergétique de 80% permettant une efficacité énergétique d’installation de 60% et des retours sur investissement économiques de moins de 3 ans : il n’y a pas mieux, et cela éliminerait une grande part de la consommation électrique et d’énergie fossile en France.
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c’est surtout que le solaire pour s’insérer dans notre mode de consommation nécessite des batteries qui sont une véritable saloperie pour l’environnement.
et pour vous, bilan récent du photovoltaïque (juillet 2009) :
http://www.photovoltaique.info/IMG/pdf/PV_Fab_Envt_final_26082009.pdf
notez que ce bilan oublie hélas le coût de l’extraction et du transport des composants. Il reste néanmoins très complet.
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Mais non, la solution avec batteries c’est marginal et ne concerne en fait que quelques refuges de haute montagne !
La solution proposée consiste à revendre à EDF en temps réel.
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@Lapa,
Le bilan des panneaux photovoltaïque à base de silicium est déplorable, et ce n’est clairement pas une bonne solution. Quand aux batteries chimiques, je n’ose même pas en parler...
Pourquoi est-ce la solution mise en avant par les médias ? Bonne question, à voir avec la rage du chien ?
Par contre, les matériels solaires thermiques sous vide sont au points avec de très bons rendements : ils sont murs pour un déploiement de masse.
Pour le photovoltaïque, les panneaux fabriqués par impression seront une bien meilleure solution, avec un diminution de coût monétaire et énergétique d’un facteur 10...
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@Croa :
Tout à fait d’accord, une partie de la solution est de déplacer les besoins en électricité le plus possible quand il y a du soleil. EDF sait faire, avec les tarifs heure creuse.
Reste à quantifier ces consommation heure creuse et trouver à quels usages elles correspondent, car on peut aussi agir à leur source : un chauffe-eau ne doit pas fonctionner à l’électricité heure creuse, mais au solaire thermique !
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bonjour objectif objectif
quand j’ai lu ton article je l’ai pulsé. il est trés interressant. dans science et vie est parru la publication d’un projet d’un institue américain qui proposait d’équiper les routes de panneaux photovoltaïques.il poussaient la performence jusqu’à utiliser les route. comme vecteur de source de distibution de l’information. je voulais regarder si les matériaux qui servent à frabriquer les cellules photos voltaïques étaient abondands pour réaliser ce projet puis d’une chose à l’autre je ne l’ai pas fait.
cordialement.
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Merci ddacoudre !
L’utilisation des routes est un grand sujet, avec les panneaux photovoltaïques produits en masse par impression, cela devrait être possible. En outre,couvrir les routes serait un progrès pour la sécurité, éliminant les problèmes de mauvais temps.
Mais la route pose le problème des transports, et il y a du travail d’optimisation à faire à ce sujet
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Oui très prometteur mais encore du progrès à faire pour reproduire la performance accomplie par le végétal par le biais de la photosynthèse.
Je reste très impressionné par cette phrase :"Le flux d’énergie capté par la photosynthèse (à l’échelle planétaire) est immense, approximativement 100 térawatts[3] : qui est environ de 10 fois plus élevé que la consommation moyenne (intégrée sur un an) de toute la consommation énergétique mondiale[4]. Ce qui signifie qu’environ un peu moins du millième de l’insolation reçue par la Terre est captée par la photosynthèse et fournit toute l’énergie de la biosphère !«
Ironie de la situation le pétrole n’est que de la récup d’une production par photosynthèse vieille de plusieurs millions d’années... Alors plutôt que de continuer à cramer le »vieux professeur" essayons d’appliquer la leçon à notre niveau ...
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Bonjour herbe : tu as choisi un pseudo plein d’énergie alors
Effectivement, ces chiffres confirment que l’on n’est pas prêt de manquer d’énergie solaire.
Concernant le pétrole, la théorie de sa production par la biomasse existe, mais n’est pas la seule. Les scientifiques de l’Est avaient une théorie de synthèse géologique, devenue plus discrète depuis qu’ils vendent leur pétrôle au prix occidentaux
Krolik pourrait-il nous en dire plus ?Un article récent vient corroborer cette théorie : A. Kolesnikov et al, Nature Geoscience 2,566, 2009, repris dans La Recherche N°434 page 16 « Des hydrocarbures sous le manteau », reproduisant en laboratoire la synthèse d’hydrocarbures saturés.
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Ah oui c’est vrai que je n’avais pas attendu la mode pour faire du « greenwashing » perso.
Mon pseudo choisi au départ sur la base de mes initiales ( un peu comme Hergé, moi j’ai fait suté l’accent...) me permet aussi de faire part de mon désir de protection de la nature, et une certaine forme d’humilité que peut évoquer le mot : en herbe.
Et c’est assez vrai que le végétal recele encore des trésors méconnus et connus ( parfois même discrètement mis sous le boisseau, puisque ça gène une telle générosité naturelle quand on veut faire du profit sur la base de la pénurie ... mais ça c’est une autre histoire...)
On connaissait déjà les bienfaits pour notre santé ( plantes qui soignent, bienfait du régime végétarien etc) et on peut découvrir un fabuleux potentiel dans cet article :
Pour l’autre origine possible du pétrole, merci beaucoup de le signaler, si vous avez d’autre liens je suis preneur car c’est très intéressant ...
Bien cordialement
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Merci pour ce très bel article sur les plantes !
Concernant les théories de l’origine géologique du pétrole, j’ai trouvé ce paragraphe de wikipédia. J’ai lu plusieurs articles à ce sujet, dont je n’avais pas gardé les références. Le lien tiré de La Recherche est le plus récent et le plus incontestable.
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Excellent article d’introduction au débat ! Celui-ci pourrait en effet avoir été rédigé par Candide mais l’intention est louable : Merci
- Même dans le désert les plantes préfèrent le soleil ! (Heureusement notre auteur considère plutôt le potentiel représenté par les surfaces bâties et c’est heureux.)
- Les valeurs citées de puissance suffisent pour donner une idée des potentiels. Citer des énergies reçues ou récupérées n’avance à rien sans indiquer une période d’exploitation.
- Le flux solaire arrive sur tous les types de surface pareillement. Une partie est absorbée et une autre immédiatement réfléchie suivant des proportions dépendant de la nature de cette surface effectivement. Toutefois ça ne se passe pas comme l’auteur le dit : Les plantes ne font pas que de la biomasse, elles restituent aussi de la vapeur d’eau. Ce, à tel point qu’une forêt primaire restitue encore plus de vapeur qu’un lac à surface équivalente (généralement.) Cette énergie-vapeur passe dans l’atmosphère qui la restitue toujours par condensation dans les météores (au sens ancien du mot = : nuages agités.) Les surfaces bâties transforment effectivement presque toute l’énergie en chaleur qu’elles renvoient à l’atmosphère ou qu’elles absorbent suivant une proportion dépendant essentiellement de la couleur des tuiles. Par ailleurs les cellules photo-voltaïques chauffent énormément contrairement à ce que tu suppose, vu qu’elles ne sont jamais blanches ! Un toi ainsi équipé n’est donc pas spécialement frais, quoiqu’un minimum de ventilation soit nécessaire pour que les cellules brûlantes conservent tout de même un rendement acceptable. C’est aussi un problème qui rend le photovoltaïque très décevant dans le désert pour lequel existent de meilleures solutions comme les groupes électrogènes à moteur Stirling sous parabole solaire par exemple.
à l’auteur :
Pour ce qui est de quantifier les flux reçus et les flux rayonnés en moyenne, vois du coté de la météo et en climatologie. Mais tu aura plus de chance de trouver des études sur des sites particuliers à voir aussi du coté météo mais en aérologie. (Il est tard,désolé de ne pas donner de liens ! Comme tout ça est assez costaud, je ne sais pas si tu en tirera quelque chose !)
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@Croa :
Merci ! Etre Candide dans ce domaine n’est pas si simple
Je me demande d’ailleurs vraiment pourquoi le domaine des énergies déclenche tellement de réactions émotionnelles...
"Même dans le désert les plantes préfèrent le soleil !« C’est bien visible dans le Sahare
En fait, même dans le sud de la france ou en italie, on fait pousser certaines plantes sous une tonnelle couverte de vigne : la vigne prend une part du soleil et protège les plantes qui ne supportent pas un soleil fort. Les grandes forêts naturelles montrent aussi des strates de plantes différentes.Au passage, le bon sens paysan avait construit une architecture naturelle qui protège de la chaleur par les plantes en été, et qui laisse chauffer les murs au soleil d’hiver...
»Les valeurs citées de puissance suffisent pour donner une idée des potentiels. Citer des énergies reçues ou récupérées n’avance à rien sans indiquer une période d’exploitation.« Pas d’accord, l’énergie reçue est l’intégration temporelle (au sens mathématique) sur une année »moyenne« de la puissance instantanée disponible. De manière simplifiée, en France du nord, une installation produit pendant 2h par jour sur 24h. Je suis parti de cette base, les chiffres résultant sont donc largement sous-estimés pour la partie sud...
Disposer de la courbe temporelle est intéressant, mais cela aurait compliqué l’article au delà de la capacité d’attention généralement disponible. Ces courbes sont visibles par exemple sur ce site très intéressant !
»Les plantes ne font pas que de la biomasse, elles restituent aussi de la vapeur d’eau« Effectivement je ne tenais pas compte de ce phénomène, merci de l’information. Il ne s’agit plus d’énergie thermique pure, mais d’énergie »latente« , qui n’a pas tout à fait les même conséquences sur l’atmosphère.
»Par ailleurs les cellules photo-voltaïques chauffent énormément contrairement à ce que tu suppose" je sais, parce que je ne parlais pas du tout de cellules photovoltaïques ! Je pensais plutôt à de la concentration solaire, dont tu parles plus loin, avec des efficacité d’absorption de l’ordre de 80% et d’installation de 60%, contre 15% pour les cellules photovoltaïques.
Merci pour les pistes sur l’estimation des réflexions, je vais d’abord me concentrer sur l’article suivant
Garde moi une figue des branches rescapées, l’année prochaine
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@Croa :
« »Les plantes ne font pas que de la biomasse, elles restituent aussi de la vapeur d’eau« »
Je reviens sur cette information, car après réflexion je me demande si ce n’est pas l’explication de la faible température des feuilles vertes : la vaporisation de l’eau capte la chaleur, qui sera restituée lors de la future condensation, aussi nommée « pluie ».
On a une véritable climatisation naturelle, par vaporisation/condensation, en circuit ouvert sur l’atmosphère : la beauté naturelle à l’oeuvre...
Merci de ce moment de véritable poésie technique
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De rien,
Mystère révélé par chaleur latente
physique et chimie font parfois entente
avec nos rêves de Jubilation pure,
privilège humain, saisir l’oeuvre de Dieu,
la technique est essence de la nature,
et comme poésie on ne peut composer mieux !
MERCI pour « le site très intéressant ! »
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Maître Croa,
Si votre plumage n’a d’égal que votre ramage,
Vous êtes le phénix des hôtes de ce site,Et je n’en veux pas à votre fromage
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