Top 5 types de sources d'énergie renouvelables
Cet article met en lumière les cinq principaux types de sources d’énergie renouvelables. Les types sont les suivants: 1. Energie solaire 2. Energie éolienne 3. Energie géothermique 4. Energie marémotrice 5. Energie de biomasse.
Source d'énergie renouvelable: Type # 1. Energie solaire:
Les rayons directs du soleil captés dans les cellules photovoltaïques peuvent être convertis en énergie. Cette énergie est appelée énergie solaire.
Processus:
Jusqu'à présent, deux procédés sont considérés comme très efficaces pour exploiter l'énergie solaire:
1. Photovoltaïque:
C'est un processus de conversion de la lumière directe du soleil en énergie électrique par le biais de dispositifs à semi-conducteurs. Il a plusieurs applications. Mais le processus de conversion est coûteux - trois fois plus cher que l’énergie éolienne et l’énergie solaire thermique. La poursuite des recherches a toutefois permis de réduire les coûts de production et d'accroître son efficacité et sa durée de vie.
À la fin des années 90, cette technologie s’est considérablement améliorée et est devenue économiquement viable. Des recherches sont en cours pour réduire les coûts des matériaux semi-conducteurs, améliorer le processus de conversion et la composition du panneau solaire.
À cet égard, trois types de systèmes photovoltaïques ont évolué:
(a) Structure monocristalline ou polycristalline,
(b) Structure ou module de concentration, et
(c) Module à couche mince.
Les cellules monocristallines à silicium et à silicium polycristallin sont des systèmes populaires pour capter l’énergie solaire. Dans le système concentrateur, les unités suivent la position du soleil et préparent les cellules en conséquence, en utilisant des lentilles ou des miroirs pour recevoir la lumière du soleil. C'est mieux que les collecteurs à plaque plate.
Les systèmes photovoltaïques à couche mince sont composés d’un matériau semi-conducteur de la plus haute qualité, déposé sur du verre ou de l’acier inoxydable. Ce système est moins coûteux. Les structures utilisent du silicium amorphe - maintenant utilisé dans le commerce dans divers pays.
Technologie solaire thermique:
La technologie solaire thermique, connue sous le nom de Luz System (inventée par Luz International Limited), consiste en des miroirs en auge dotés d'instruments de détection de la lumière et de microprocesseurs permettant de capter et de convertir en énergie les rayons du soleil.
Les rayons du soleil entrants sont réfléchis par des miroirs sur des tuyaux en acier revêtus. Une huile spéciale de type varié est acheminée dans le tuyau et chauffée à 411, 6 ° C. Cela créera de la vapeur surchauffée qui démarrera une génératrice à turbine électrique. Dans ce système, l’énergie stockée peut également être utilisée pendant la nuit.
Une entreprise commune parrainée par Israël et les États-Unis, Arnold J. Glodman et Patrick François, deux ingénieurs, ont d'abord inventé cette usine, installée dans le désert de Mojave à Los Angeles en 1989. Ce système présente certains avantages relatifs par rapport à toutes les autres sources d'énergie non renouvelables. .
Il est compétitif, écologique et facile à construire. Il est 7% plus efficace que les centrales au charbon ou au pétrole et 10% plus efficace que les centrales nucléaires. Ce type d’usine sera plus efficace dans les zones ensoleillées et lumineuses du monde entier.
Production:
L'énergie solaire, malgré la baisse des coûts, représente toujours moins de 0, 5% de la production énergétique mondiale. Mais, compte tenu de la réduction des coûts et du vaste potentiel, il est susceptible de croître régulièrement. En Inde et en Chine, il est de plus en plus utilisé dans des appareils tels que les chauffe-eau, les séchoirs, les cuisinières, etc.
La Chine, à cet égard, devance d’autres pays où 20 000 mètres carrés de capteurs de chaleur sont fabriqués. Certains pays tentent maintenant sérieusement d’utiliser l’énergie solaire pour l’électrification rurale. La République dominicaine, par exemple, a lancé un programme commun avec une entreprise américaine - Enersol Associates - pour étendre l’électricité aux zones rurales. Sri Lanka et l’Indonésie suivent également le même chemin.
La production d’énergie électrique à partir de l’énergie solaire n’est pas très élevée. C'est moins de 700 GWH. Les États-Unis en produisent quatre cinquièmes, en particulier dans les déserts de Californie où 600 MW sont produits à partir de l'énergie solaire. Israël produit également une certaine quantité d’énergie. Maintenant, les lampes portables, les calculatrices et les chargeurs de batterie fonctionnent à l'énergie solaire.
Perspectives:
La perspective de l'énergie solaire est illimitée. Bien que la propagation des cellules photo-voltaïques ne soit pas à la hauteur de ses attentes, son efficacité a considérablement augmenté. On s'attend à ce qu'il augmente beaucoup plus lorsque le prix baisse. Les avancées technologiques de cette cellule permettront à l’énergie solaire de conquérir un marché considérable au cours des prochaines années.
Source d'énergie renouvelable: Type n ° 2. Énergie éolienne:
L'énergie éolienne est une source d'énergie renouvelable inépuisable et absolument sans pollution. Le mécanisme de conversion de l'énergie du vent est très simple et pratiqué depuis la période médiévale. L'énergie cinétique du vent, à travers les turbines, est convertie en énergie électrique.
Les systèmes éoliens planétaires sur la Terre sont très prévisibles et cohérents.
Selon les caractéristiques, la vitesse et le type de soufflage des systèmes éoliens, il peut être divisé en trois types:
1. Systèmes éoliens permanents,
2. Systèmes éoliens locaux, et
3. Brise côtière, terre et mer.
Les systèmes éoliens permanents sont des alizés - Westerlies; Les systèmes éoliens locaux comme la mousson soufflent en saison. Outre les forts vents côtiers, les brises de terre et de mer sont très uniformes et si puissantes que, si elles sont correctement utilisées, elles peuvent générer une quantité considérable d’électricité sans aucun coût récurrent important.
Production:
Jusqu'à présent, seuls quelques pays ont été en mesure d'exploiter une quantité non négligeable d'électricité d'origine éolienne. Les États-Unis produisent au maximum 2 700 Giga-watts en 1993-1994, suivis du Danemark - 744 Giga-heure et de l'Australie - 125 Giga-heure.
En 1999, 20 000 éoliennes sont en fonctionnement, réparties dans 12 pays et d’une puissance installée supérieure à 2 200 mégawatts.
Parmi les pays consommateurs, le Danemark enregistre le taux de croissance maximal, où 3 400 éoliennes couvrent 3% de ses besoins énergétiques totaux. Les États-Unis - le plus grand pays producteur d’énergie éolienne - possèdent toutefois la plupart des centrales électriques confinées en Californie, où quelque 15 000 éoliennes fournissent 1% des besoins nationaux.
L'Inde, en ce qui concerne la production d'énergie éolienne, n'est pas à la traîne. Son programme ambitieux consiste à installer 250 éoliennes, d’une capacité totale de 45 mégawatts, réparties sur 12 emplacements appropriés, notamment dans les zones côtières. Selon les estimations du ministère de l'Énergie, les turbines indiennes extrêmement fiables seront en mesure de produire 3 000 mégawatts dans un avenir proche.
Le ministère des sources d'énergie non conventionnelles développe actuellement l'énergie éolienne en Inde afin d'alléger le fardeau de la facture d'importation de pétrole. Le potentiel de production d'énergie éolienne du pays dépasse 150 000 mégawatts, dont un quart est récupérable.
Avantages:
1. respectueux de l'environnement et sans pollution.
2. Les coûts d'exploitation et de maintenance sont minimaux.
3. La planification, le rapport de projet, le rapport de viabilité technique et la construction ne prennent que quelques mois.
4. Les petites turbines nécessitent une technologie simple.
5. Petites turbines souvent utiles pour la transmission dans des régions éloignées. Les pertes de transmission sont donc évitées.
Désavantages:
1. Comparé aux combustibles fossiles, il n’est toujours pas économiquement viable car la production est très faible et irrégulière.
2. La plupart des machines doivent être importées des États-Unis et d'Europe.
3. La construction est très difficile car les sites sont pour la plupart situés sur des terrains inaccessibles et hostiles.
4. Le vent peut être irrégulier.
L'avenir de l'énergie éolienne:
Différentes expériences de développement de l’énergie éolienne au cours des deux dernières décennies (1980-2000) ont abouti à une réduction du prix de la technologie et à une plus grande adaptabilité des machines dans différentes conditions. Les éoliennes sont maintenant comparativement moins chères et leur coût est tombé à un tiers du prix antérieur.
Lorsque des conceptions bien améliorées arriveront sur le marché, ce sera moins cher que les centrales au charbon ou au pétrole. Ce sera alors l'énergie du monde futur.
Source d'énergie renouvelable: Type n ° 3. Énergie géothermique:
Sous la croûte terrestre (12 à 60 km d'épaisseur), la température augmente avec la profondeur.
La deuxième couche - manteau est d'environ 3000 km d'épaisseur. La troisième vient du noyau extérieur qui fait environ 2 000 km d’épaisseur. Le noyau interne (4ème couche) est d'environ 1500 km
La température au cœur de la terre peut atteindre 4 800 ° C, où tous les matériaux lourds comme le nickel, le fer, etc. sont convertis en état de lave en fusion.
Si des fissures ou des fissures se développent dans la croûte et le manteau, le magma du manteau en sort vigoureusement. Cette énorme énergie thermique peut être exploitée avec succès et convertie en énergie électrique. Il est communément appelé «énergie géothermique».
Cette énergie est maintenant considérée comme l’une des sources d’énergie clés susceptibles d’atténuer la crise énergétique mondiale actuelle. Les zones où l'énergie géothermique peut être exploitée sont les geysers, les sources thermales, les volcans, etc.
L'utilisation de l'énergie géothermique est aussi ancienne que la civilisation elle-même. Les sources chaudes et les geysers sont utilisés depuis la période médiévale.
La première tentative réussie d’exploitation moderne de la chaleur souterraine (1890) a été lancée dans la ville de Boise, dans l’Idaho (États-Unis), où un réseau de conduites d’eau chaude a été construit pour chauffer les bâtiments environnants. Cette plante fonctionne toujours bien.
Par la suite, cette idée s'est répandue en Europe. En 1904, un système de conversion d'énergie indigène a été appliqué dans le district de Toscane en Italie. La Nouvelle-Zélande était le troisième pays où une centrale géothermique avait été construite à Wairaka en 1958 pour produire une puissance de 300 MW.
Les intrusions magmatiques sortant d'une profondeur de 10 km créent souvent un grand bassin d'eau où la température peut dépasser 500 ° F (260 ° C). Celles-ci produisent souvent de gros geysers comme Old Faithful à Yellowstone Park, États-Unis. Ces geysers et ces sources chaudes génèrent une énergie infinie toute l'année, à condition d'être exploité correctement.
La technologie des centrales géothermiques est très simple. Les eaux de surface - à travers des couches poreuses ou des fissures - s'infiltrent très profondément et trouvent des points chauds, une formation géologique particulière, qui devient très chaude. Cette eau chaude est ensuite éjectée automatiquement vers le haut et collectée pour produire de l'énergie. S'il n'est pas éjecté, il peut être collecté par forage.
Les processus courants dans les unités géothermiques sont:
1. La vapeur naturelle éjectée entre directement dans les tuyaux pour entraîner les moteurs générateurs.
2. L'eau chaude souterraine est utilisée à des fins de chauffage résidentiel ou industriel.
3. De l'eau de surface fraîche est injectée dans les réservoirs souterrains chauds produisant de la vapeur utilisée dans les turbines.
Production:
La géothermie est l’une des sources d’énergie dont la croissance est la plus rapide. En 1995-96, la production mondiale s’élevait à 48, 040 millions de kilowattheures, enregistrant une augmentation de 69% depuis 1985.
Les États-Unis sont le plus grand producteur d’énergie géothermique, avec une production de 18 000 000 KW, enregistrant une croissance de 58% depuis 1985. La première tentative de production d’énergie à partir de cette source a eu lieu en 1890 à Boise, dans l’Idaho. Depuis 1960, des efforts ont été déployés pour estimer le potentiel en eau et en vapeur géothermique des geysers de Californie. Jusqu'en 1990, 20 centrales alimentées en 150 puits d'eau chaude et de vapeur fonctionnaient à partir de 3% de l'électricité consommée en Californie.
En 1979, un puits géothermique a été foré à Chesapeake Bay, dans le Maryland. Des sites potentiels pour la production géothermique ont été désignés de la Géorgie du Sud au New Jersey.
Le Mexique, les Philippines, l’Italie, le Japon et tous les autres pays infestés de volcans produisent maintenant une énorme quantité d’énergie géothermique.
Avantages:
1. Une source d’énergie polyvalente à multiples possibilités d’utilisation.
2. Possède un potentiel immense, s'il est exploité correctement.
3. La détection de points chauds sous la surface de la Terre est très facile grâce aux images satellitaires.
4. Coût récurrent négligeable.
Désavantages:
1. Un affaissement du sol peut se produire.
2. Les minéraux souterrains peuvent contaminer les eaux locales.
3. Coûts initiaux élevés.
Source d'énergie renouvelable: Type # 4. Énergie marémotrice:
Les courants océaniques sont le dépositaire d'une énergie infinie. Depuis le début du XVIIe au XVIIIe siècle, des efforts persistants ont été déployés pour créer un système énergétique plus efficace à partir des raz de marée incessant du courant océanique. La côte de la Nouvelle-Angleterre aux États-Unis a été témoin de cette expérience sur 300 ans.
Le premier projet d'énergie marémotrice est peut-être le cerveau du Dr. Franklin Roosevelt. Au Canada, dans la baie de Fundy, il a estimé que la variation de la hauteur des raz de marée était supérieure à 10-15 m. (30 à 50 pieds). Cet effort a été vain. Après 1980, le gouvernement canadien a repris le projet et construit un barrage de 8 km (cinq miles) de long pour exploiter l'énergie marémotrice.
Depuis lors, au moins 15 projets de marée ont été entrepris dans la région de la baie de Fundy. Parmi ceux-ci, notons Annapolis, Shepody, Cabscook, Amherst, etc.
La France est également l'un des principaux producteurs d'énergie marémotrice. L'estuaire de La Ranee est le plus grand de France où la production d'électricité répond à la demande du quartier. Saint Michael est un autre domaine où des travaux de construction sont en cours. Severn au Royaume-Uni et la baie de Kislaya en Russie produisent également de l'électricité marémotrice. Le gouvernement indien envisage maintenant de mettre en place quelques projets d'énergie marémotrice sur la côte est et le golfe de Kutch.
Source d'énergie renouvelable: Type # 5. Énergie de la biomasse:
La biomasse fait référence à l'énergie qui peut être exploitée à partir de la combustion de toute forme naturelle de croissance. Il peut s'agir à la fois de déchets animaux et de déchets de culture, généralement de bois de chauffe, de fumier et de résidus de récolte.
La biomasse est une source potentielle de conversion d'énergie. Il peut être converti en énergie électrique, en énergie thermique ou en gaz pour la cuisson et l'alimentation en carburant des moteurs. Cela éliminera les déchets ou les déchets d'une part et produira de l'énergie de l'autre.
Cela améliorera la vie économique des zones rurales dans les pays sous-développés et en développement, réduira la pollution de l'environnement, renforcera l'autonomie et réduira la pression exercée sur le bois de chauffage. Une source d'énergie multi-bénéfique en effet!
L’énergie de la biomasse est nettement différente dans les régions rurales et urbaines-industrielles:
1. Dans les régions urbaines et industrielles, l'élimination des déchets solides pose de graves problèmes. Il peut être pris comme matière première pour produire de l'électricité. Selon les estimations, chaque kilo de ces déchets solides pourrait produire 12 000 BTU d'énergie. Cette énergie peut facilement être utilisée dans des générateurs ordinaires.
Processus:
Le processus de recyclage des déchets et de génération d’énergie est très simple. Les déchets nécessitent un séchage, un déchiquetage et un filtrage de l’air pour éliminer l’humidité et les particules non combustibles.
2. L'économie rurale peut également utiliser avec succès la biomasse pour la production d'énergie et les eaux usées urbaines en tant qu'engrais sur le terrain. Le bois de chauffage, les excréments et les résidus de récolte peuvent être convertis en énergie après la gazéification. Cette biomasse gazéifiée peut être convertie en énergie électrique ou utilisée comme combustible pour la cuisson ou les moteurs.
Processus:
Le processus de conversion est connu même depuis 1940. Mais le nouveau procédé de gazéification est plus efficace. Les turbines à gaz ou les gazéifications de biomasse peuvent convertir la biomasse en gaz, utilisable comme le gaz de charbon. Des tentatives de plantation de biomasse et de gazéification à grande échelle ont été menées avec succès dans des plantations de canne à sucre au Brésil, où le jus de canne à sucre est converti en alcool éthylique, utilisable dans les automobiles.
Des expériences similaires réussies sont en cours aux États-Unis pour utiliser des extraits de soja pour produire du carburant pour automobiles. De plus, l'éthanol fermenté à la canne à sucre est utilisé avec succès dans les carburants de transport. Celles-ci pourraient éventuellement réduire la dépendance au pétrole.
Avantages:
1. L'électrification dans les zones rurales sera moins chère et plus facile.
2. Il créera des emplois dans les zones rurales des pays en développement à forte densité de population.
3. Réduire la dépendance aux combustibles fossiles importés.
4. Respectueux de l'environnement, les résidus sont biodégradables.
Problèmes:
La conversion de la biomasse en énergie n'est toutefois pas exempte de problèmes.
Les problèmes majeurs sont:
1. Les plantations de biomasse peuvent entraver l'équilibre écologique.
2. L'érosion des sols va s'accélérer.
3. Les éléments nutritifs du sol seront épuisés.
Électricité au biogaz dans les pays en développement:
Dans les pays densément peuplés de l'Asie du Sud-Est, le digesteur de biogaz a ouvert un nouvel espoir pour lutter contre la crise énergétique grandissante. La simple fermentation de substances organiques dans des chambres à gaz construites dans le pays donne l'énergie nécessaire à l'électrification domestique, à la cuisson, au chauffage et au pompage de l'eau. La bouse de vache est utilisée comme combustible principal, disponible dans les ménages sans frais supplémentaires.
À l'heure actuelle, la Chine et l'Inde disposent respectivement d'au moins 7 et 2 millions de digesteurs de biogaz.
Ces digesteurs ont plusieurs mérites:
1. Moins cher à installer.
2. Le processus est simple.
3. L'opération est propre.
4. Augmente l'autonomie.
5. Une forme de production d'énergie renouvelable.
Les chambres à gaz ont parcouru un long chemin depuis les camps de concentration de Naji. Ensuite (1940-1945), les «chambres à gaz» de Naji, en Allemagne, étaient des chambres de la mort. Maintenant, ils sont bio (la vie) chambres. Comme l'a dit le célèbre physicien Kapitza: Parler de l'énergie atomique en termes de bombe atomique revient à parler d'électricité dans les éléments de la chaîne électrique.
