Le Solaire Effet photo-électrique Chaleur.

Présentation au sujet: "Le Solaire Effet photo-électrique Chaleur."— Transcription de la présentation:

1 Le Solaire Effet photo-électrique Chaleur

2 Ressources renouvelables
Énergie solaire (dont hydroélectricité) Énergie éolienne Énergie géothermique Énergies de la mer (chaleur, vague, marée, etc.) Valorisation des énergies «résiduelles» (eaux, résidus de biomasse, etc.) Réduction des besoins par les économies d ’énergie

3 Énergie solaire Radiations électromagnétiques AIR MER
Circulation générale des masses d ’air Précipitations hydroélectricité Vents Vagues systèmes oscillants vent Effets thermiques Effets météorologiques Bioconversion AIR MER Radiations électromagnétiques TERRE photons UV, visible, IR Radiations Évaporation hydroélectricité Courants marinsturbines ancrées Gradients thermiques centrales thermiques à basse température Fusion de l ’hydrogène au cœur du Soleil Biomasse marine Biomasse terrestre biotechnologies Cellules photoélectriques Évaporation hydroélectricité Capteurs solaires

4 Les variations de la constante solaire
1. Selon des cycles de 11 ans La Recherche, avril 02, p.17

5 Les variations de la constante solaire
Le «petit âge glaciaire» de 1550 à 1850, a succédé à un optimium médiéval, période plus chaude centrée sur le XIIième siècle Les minima (noms de scientifiques) Wolf 2. Spörer 3. Mauder 4. Dalton La Recherche, avril 02, p.17

6 Les variations de la constante solaire
Les minima (noms de scientifiques) Wolf 2. Spörer 3. Mauder 4. Dalton Le minimum de Maunder entre 1645 et 1715 est le plus connu La Recherche, avril 02, p.17

7 Le solaire Potentiel théorique 15 000 fois les besoins
d ’énergie primaire moyenne janvier moyenne avril

8 Les réserves d ’hydroélectricité
TWh/ an >40 704 >14 379 An 2000

9 L’hydroélectricité An 2000 TWh/ an

10 L’hydroélectricité An 2000 TWh/ an Autres avantages?
(3, joules/ an) Autres avantages? moins de GES que les autres filières contrôle des crues réserves d ’eau potable et d ’irrigation amélioration de la navigation développement récréo-touristique ?

11 Le solaire Puissance photovoltaïque installée An 2000 Japon MW
Allemagne États-Unis

12 Le solaire Puissance solaire installée de 1993 à 2000

13 L ’énergie Solaire: l ’énergie des paradoxes
Des données de l ’énergie incidente à l’extérieur de l ’atmosphère : fois les besoins des humains 6% plus d ’illumination l’hiver (le nôtre) que l’été Un paradoxe, sous forme de Lapalissade: C’est l’hiver qu’il fait froid Beaucoup de promesses Un constat: Le nombre d’heures exploitable (t) et la puissance moyenne (W/m²) de Soleil sont faibles à Montréal, Par conséquent, l’énergie solaire est peu importante, E= P(w/m²) . t Quel espoir déçu!

14 L ’énergie Solaire À Montréal Limite du Confort thermique Juillet
Puissance solaire (W/m²) Heure du jour Janvier Juillet Décembre Juillet Puissance à midi Limite du Confort thermique À Montréal

15 L ’énergie Solaire Nombre d ’heures/année: 8760 h
Nombre d ’heures de jour   4400 h Nombre d ’heures  d’ensoleillement  2000 h (Montréal) Ensoleillement: < 45% de la journée  Taux de cueillette maximale < 23% du temps Puissance maximale moyenne  500W/m² Le stockage? au quotidien saisonnier

16 La mesure du flux solaire

17 Fournelle Énergie Technologie
Séparation du circuit cueillette de l’énergie du circuit caloporteur flexibilité dans le design de l’ensemble échangeurs à l’abri des fuites diminution de la résistance hydraulique entretien facilité

18 Rappel: 1 tec = 2, J Diviser le chiffre d’apport énergétique par 30 pour avoir un équivalent de «kilo de charbon économisé»

19 Le premier four solaire haute température : 1946-49

20 Odeillo: 1971-76 Puissance de 1000 Kw 63 héliostats sur 8 terrasses
Concentration de 1000W/cm² Température de 800 à 2500 oC, maximum de oC Ensoleillement de 3000h/an

21 La centrale solaire THÉMIS (2,5 MWE)
Centrale solaire d’Odeillo (Pyrénées): EDF, AFME, CNRS Données de 1985 Cette centrale a ét transformée en une installation de physique des particules. Production : kWh/j Puissance maximale: kW Consommation propre: 200 kW Tenus au vent: 160 kmh Caloporteur: sels fondus

22 THEMIS (site de Targasonne)
Spécifiquement construite pour la production d’électricité, en production de juin 1983 à septembre 1986; transformée en laboratoire d’astrophysique

23 THEMIS Tour de refroidissement à air forcé Module de 20MWe:
Cycle de vapeur: rendement 31%, pression nominale de 80 bars, vapeur à 4300C, refroidissement à air forcé Stockage de chaleur: production entemps réel avec le réservoir en haut de la tour et autonomie de 6 h avec un réservoir auxiliairede 3200m³ Champ d’héliostat: 1400 héliostat en structure d’acier (54 m²) et 1200 en structure de béton (65m²) m² de surface réfléchissante Concentration solaire d’un facteur 1000 Production calculée pour une latitude de 300 (Californie, Arizona, New Mexico) Caloporteur sels fondus: Réservoir à 165 m du sol, 12 modules, puissance thermique nominale 65MWth Sels à l’input: 3000C; output 430 Volume de gallons

24 Le Soleil d’Espagne

25 Le Solaire : chaleur Québec Science, nov.02, p. 15
3 fois la hauteur de la tour du CN, 180 m de diamètre, 32 éoliennes

26 Le Solaire : chaleur Projet OTEC

27 Four solaire domestique
Tous les modèles se retrouvent sur

28 Four solaire domestique

29 Four solaire domestique

30 Four solaire domestique
Burkina Faso

31 Four solaire domestique

32 Moteur Stirling

33 Moteur Stirling solaire?
L’héliostat, collecteur solaire, formé de miroir parabolique, concentre les rayons solaires sur un récepteur en acier inoxidable où la température peut atteindre 650 0C. Ce récepteur peut-être la source de chaleur du moteur Stirling. «Idealab inc.», Bill Gross innovateur Discover, août 03, p

34 Le Solaire photo-électrique
Phare de Cap Gaspé (L..S. 1984)

35 Le Solaire photo-électrique

36 Le Solaire

37 L ’énergie Solaire (adaptée au Québec)
Mon pays ce n ’est pas un pays c ’est l ’hiver ! Jours sur le sol % d ’énergie réfléchie et diffusée La réflectivité de la neige La réflectivité et le % d’énergie réfléchie sont d’autant plus grand que le soleil est plus bas sur l’horizon. L’hiver le soleil est bas sur l ’horizon. Au Québec, la neige peut être utilisée comme réflecteur d’énergie solaire (+20% pour un capteur vertical « mural»)

38 Le Solaire «passif»

39 Le Solaire «passif» saison fraîche

40 Le Solaire «passif» Été

41 Systèmes Solaires,déc89-janv.90, p.55
Principe: Dans un mur classique la plus grande partie du rayonnement solaire est perdue par convexion et radiation vers l’extérieur Le rayonnement solaire traverse l’isolant transparent et est absorbé par le mur qui devient réservoir de chaleur; chaleur qu’il retransmet en partie vers l’intérieur avec un déphasage dans le temps vers les heures sans soleil. Les matériaux: polymères organiques transparents mis en forme de srtucture anti-convective (alvéolée). Une vitre protège généralement l’isolant.

42

43 L’énergie de la biomasse
La Terre de chez nous p.38

44 L’énergie de la biomasse
La Terre de chez nous p.38