L’énergie solaire
L’énergie du soleil peut servir à 2 applications bien distinctes :
- L’énergie thermique (production de chaleur) appelé solaire thermique
- Il consiste à chauffer un fluide caloporteur (eau + antigel) circulant dans un capteur solaire vitré, piégeant un maximum d’énergie solaire sous sa vitre (effet de serre)
- Cette eau chaude peut ensuite être utilisée pour l’eau chaude sanitaire et / ou pour le chauffage basse température de locaux (besoin de grande surface émissive type plancher chauffant)
- la production d’électricité appelé solaire photovoltaïque
- La lumière du soleil (photons) permet de mettre en mouvement les électrons contenus dans les cellules constituant les panneaux photovoltaïques (ex: cellule de silicium) et donc à produire de l’électricité
- Ce courant continu peut être utilisé directement, stocké en batterie ou transformé avec l’aide d’un onduleur en courant alternatif, électricité que nous utilisons tous les jours
- L’installation photovoltaïque peut être raccordée au réseau, l’électricité est alors achetée par EDF ou, si elle n’est pas raccordée on parle d’auto consommation avec stockage de l’énergie électrique produite dans des batteries
La géothermie
- C’est l’exploitation de la chaleur accumulée et stockée dans certaines parties du sous-sol, en général dans les nappes d’eau souterraines, pour chauffer ou produire de l’électricité
- La Terre produit de la chaleur provenant de la très haute température du centre de la Terre (noyaux) estimé à 4 000 °C
- Les roches intermédiaires sont de mauvais conducteurs ce n’est donc pas la chaleur dégagé par le centre de la Terre mais le flux d’énergie solaire qui génère la quasi-totalité de la chaleur ressentie à la surface
- C’est l’eau au contact des roches fissurées ou poreuses qui permet de remonter la chaleur emmagasinée par la Terre
- Le gradient géothermique (augmentation de la température sous terre) est de 3,3 °C tous les 100 m de profondeur
- Géothermie basse énergie = T° entre 30 et 100 °C, profondeur de 1000 à 2500 m, pour la production de chauffage
- Géothermie haute énergie = T° entre 200 et 350°C, profondeur de 1000 à 3000 m, pour la production de chauffage et d’électricité
La géothermie par Pompe à Chaleur (PAC)
- L’énergie solaire stockée à la surface de la Terre est captée grâce à un échangeur enterré (capteurs horizontaux) ou enfoui (sonde géothermale verticale) et ensuite dirigée, grâce à un fluide caloporteur jusqu’à une Pompe à Chaleur (PAC)
- La PAC est une machine thermodynamique constituée d’un circuit fermé dans lequel circule un fluide frigorigène à l’état liquide ou gazeux selon les organes qu’il traverse : l’évaporateur, le compresseur, le condensateur et le détendeur
- La pompe à chaleur fonctionne comme un réfrigérateur inversé, c’est-à-dire que les calories captées dans le sol, grâce au cycle thermodynamique (utilisant un fluide frigorigène) peuvent être récupérées et utilisées pour chauffer en basse température un bâtiment
Une PAC fonctionne à l’électricité (le compresseur) et ne peut donc pas être classée comme une EnR à part entière !
Attention au Coefficient de Performance (3 au minimum = 1kWh élec consommé et 3kWh thermiques produits)
L’énergie du vent
- L’éolien est la transformation de l’énergie du vent en électricité
- Deux familles d’énergie éolienne : le grand éolien (parc géré par des sociétés spécialisées car coûts élevés) et le petit ou moyen éolien permettant à toute coopérative ou individuel d’installer son (notamment pour électrifier un site isolé) ou ses éoliennes
- L’éolienne est constituée d’un mât surmonté d’une nacelle équipée d’un rotor de pales (3 en général) mises en rotation par le vent
- L’énergie mécanique produite est transformée en énergie électrique dans la nacelle grâce à une génératrice
L’énergie de l’eau
- L’hydroélectricité est la transformation de l’énergie mécanique de l’eau en mouvement, en électricité (Attention toutes demandes d’installations doivent être en conformité avec les spécificités des lois sur l’eau et l’environnement)
- L’hydroélectricité est composée de deux familles :
- La grande production d’électricité hydraulique avec des réalisations de capacité supérieure à 8000 kW
- L’hydroélectricité moyenne ou encore la micro-hydroélectricité ou la pico-hydroélectricité qui ont des puissances dégressives de 8000 kW à quelques dizaines de Watts. Ces installations peuvent être raccordées au réseau ou non (site isolé)
- Une centrale micro-hydraulique comporte une turbine composé d’un système d’orientation et de régulation de flux orienté vers une roue mobile, d’un évacuateur de flux et d’un axe de transmission
- La roue mobile transmet l’énergie mécanique via l’arbre de transmission directement au générateur de courant
- Le générateur transforme l’énergie mécanique en énergie électrique (courant continu ou alternatif)
- Il existe deux grands principes pour capter l’énergie hydraulique : les installations avec déversoir et au fil de l’eau
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