Il existe de belles réalisations, malheureusement assez marginales, qui exploitent
l'énergie solaire.
Le document suivant du CEA (en
lien ici) expose les 3 voies du solaire:
- le
solaire thermique
- le
solaire photovoltaïque
- le
solaire thermodynamique
Le solaire thermique
est le plus
simple, mais ne produit pas d'énergie électrique.
Ce sont
de simple panneaux sombres qui absorbent le rayonnement solaire direct
et diffus et le convertissent ainsi en chaleur. Les niveaux de
température (environ 100°C) permettent d'envisager
le
chauffage des habitations et de l'eau sanitaire, mais ces
températures sont trop basses pour réaliser une
conversion thermomécanique de bon rendement.
Maison à
panneaux solaires thermiques
Le
solaire photovoltaïque
est beaucoup plus élaboré et fait "le contraire"
du
solaire thermique : il produit directement une énergie
électrique sans produire de chaleur exploitable, sauf s'il utilise le dispositif OPALE. Il
nécessite des supports à minces couches de
semi-conducteurs, notamment du silicium dopé, qui sont des
technologies très pointues faisant l'objet d'actives
recherches. Il
ne faut néanmoins pas s'attendre à de grandes
avancées du rendement de ces panneaux. Actuellement
à 14%,
ils plafonneront probablement à 25% dans les prochaines
décénnies.
Panneaux photovoltaïques
Malgré ce rendement très modeste,
le solaire photovoltaïque est capable d'utiliser aussi bien le
rayonnement solaire direct et diffus. Il
est le seul à être capable de convertir le
rayonnement diffus ou
traversant une couverture nuageuse, mais il "gaspille" le rayonnement
solaire direct qui peut être converti avec un rendement bien
supérieur...
Le solaire thermodynamique, la voie de meilleur
rendement "solaire
direct à électrique",
Le solaire thermodynamique est l'une des
valorisations du
rayonnement solaire concentré (utilisant seulement le
rayonnement solaire direct). Il désigne la production
d'électricité à partir d'une chaleur
à
très forte température (plusieurs centaines,
voire milliers de °C)
réalisée grâce à des cycles
thermodynamiques
ouverts ou fermés (à convection, à
vapeur, de Brayton Joule, à cycles
combinés, Stirling...). A ce sujet, SYCOMOREEN
préconise l'utilisation des nouvelles Machines
SPRATL
Il existe trois procédés
principaux :
- les centrales à tour, elles-mêmes
classables en
concentration solaire
sur la tour, ou bien tour
de convection
de l'air
chauffé à sa base et s'elevant jusqu'au
sommet
froid de la tour situé à 1000 m d'altitude (!) .
Cette
dernière technique est expérimentale et laisse
présager un faible rendement, alors que la
première est
déjà industrialisée et
présente un
rendement convenable.
Centrale
de concentration
solaire à tour
Centrale
de convection solaire
à tour
- les centrales à capteurs
cylindro-paraboliques ou
paraboliques associées à des cycles
thermodynamiques
ouverts (très souvent circulation d'eau et cycle vapeur)
Centrale
"Dish Stirling"
Centrale
à concentrateurs
cylindro-paraboliques
- les concentrateurs
paraboliques orientables souvent associés
à des moteurs Stirling (Dish Stirling).
Les meilleures réalisations actuelles atteignent 30% de
rendement global "du soleil au réseau
électrique". Dans ce domaine aussi, le
rendement plafonne
: en effet à partir
de 700°C, les capteurs thermiques actuels recueillent les
rayons
focalisés et perdent
autant d'énergie par réflexion directe (jeter un
oeil sur
la tour solaire...), rayonnement d'infrarouge (invisible à
l'oeil nu) et conduction thermique
(invisible aussi) que n'en captent les réflecteurs
collecteurs. Le
rendement de piègeage thermique est
alors quasi nul. Ceci
contraint le solaire thermodynamique actuel à
travailler sur des gammes de températures plus basses (500
à 600°C) limitant
très significativement le rendement
Le concept développé par SYCOMOREEN
est un "piège
hyperthermique du rayonnement solaire direct" (PHRSD) . Il
s'inscrit pleinement dans la filière
héliothermodynamique, mais avec une approche hyperthermique
par
un confinement sophistiqué du rayonnement solaire direct.
La source chaude devient alors suffisamment brûlante
(quelques
milliers de °C) pour garantir des rendements "du soleil au
réseau" de plus de 50%, voire 60% avec des
matériaux
recherchés, soit deux fois mieux que l'art actuel.
Plus de précisions sur les panneaux solaires et
l'énergie solaire sur:
http://fr.wikipedia.org/wiki/Panneau_solaire
http://fr.wikipedia.org/wiki/Centrale_solaire_thermodynamique
http://tpeenergiesol.free.fr/
