Le Solaire Effet photo-électrique Chaleur
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
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 marinsturbines 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
Les variations de la constante solaire 1. Selon des cycles de 11 ans La Recherche, avril 02, p.17
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
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
Le solaire Potentiel théorique 15 000 fois les besoins d ’énergie primaire moyenne janvier 1984-1993 moyenne avril 1984-1993
Les réserves d ’hydroélectricité TWh/ an >40 704 >14 379 An 2000
L’hydroélectricité An 2000 TWh/ an
L’hydroélectricité An 2000 TWh/ an Autres avantages? (3,6 1015 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 ?
Le solaire Puissance photovoltaïque installée An 2000 Japon MW Allemagne États-Unis
Le solaire Puissance solaire installée de 1993 à 2000
L ’énergie Solaire: l ’énergie des paradoxes Des données de l ’énergie incidente à l’extérieur de l ’atmosphère : 15 000 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!
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
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
La mesure du flux solaire
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
Rappel: 1 tec = 2,9 1010 J Diviser le chiffre d’apport énergétique par 30 pour avoir un équivalent de «kilo de charbon économisé»
Le premier four solaire haute température : 1946-49
Odeillo: 1971-76 Puissance de 1000 Kw 63 héliostats sur 8 terrasses Concentration de 1000W/cm² Température de 800 à 2500 oC, maximum de 3 800 oC Ensoleillement de 3000h/an
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 : 17 030 kWh/j Puissance maximale: 2 500 kW Consommation propre: 200 kW Tenus au vent: 160 kmh Caloporteur: sels fondus
THEMIS (site de Targasonne) Spécifiquement construite pour la production d’électricité, en production de juin 1983 à septembre 1986; transformée en laboratoire d’astrophysique
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) 80 000 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 846000 gallons
Le Soleil d’Espagne
Le Solaire : chaleur Québec Science, nov.02, p. 15 3 fois la hauteur de la tour du CN, 180 m de diamètre, 32 éoliennes
Le Solaire : chaleur Projet OTEC
Four solaire domestique Tous les modèles se retrouvent sur http://solarcooking.org/
Four solaire domestique
Four solaire domestique
Four solaire domestique Burkina Faso
Four solaire domestique
www.stirlingengine.com/ Moteur Stirling
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. 52-59
Le Solaire photo-électrique Phare de Cap Gaspé (L..S. 1984)
Le Solaire photo-électrique
Le Solaire
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»)
Le Solaire «passif»
Le Solaire «passif» saison fraîche
Le Solaire «passif» Été
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.
800-773-7652
L’énergie de la biomasse La Terre de chez nous 8-8-2002 p.38
L’énergie de la biomasse La Terre de chez nous 8-8-2002 p.38