Energie renouvelable

Énergie solaire thermique

Dans les conditions terrestres, le rayonnement thermique se situe entre 0,1 et 100 micromètres. Il se caractérise par l’émission d’un rayonnement au détriment de l’énergie calorifique du corps émetteur. Ainsi, un corps émettant un rayonnement thermique diminue son énergie calorifique et un corps recevant un rayonnement thermique augmente son énergie calorifique. Le Soleil émet principalement dans le rayonnement visible, entre 0,4 et 0,8 micromètres . Ainsi, en rentrant en contact avec un corps le rayonnement solaire augmente la température de ce corps. On parle ici d’énergie solaire thermique. Cette source d’énergie est connue depuis très longtemps, notamment par le fait de se positionner à un endroit ensoleillé pour se réchauffer.
L’énergie thermique peut être utilisée directement ou indirectement :

• directement pour chauffer des locaux ou de l’eau sanitaire (panneaux solaires chauffants et chauffe-eau solaire) ou des aliments (fours solaires),
• indirectement pour la production de vapeur d’un fluide caloporteur pour entraîner des turbines et ainsi obtenir une énergie électrique (énergie solaire thermodynamique (ou heliothermodynamique))

 

Énergie photovoltaïque

L’énergie photovoltaïque se base sur l’effet photoélectrique pour créer un courant électrique continu à partir d’un rayonnement électromagnétique. Cette source de lumière peut être naturelle (soleil) ou-bien artificielle (une ampoule). L’énergie photovoltaïque est captée par des cellules photovoltaïques, un composant électronique qui produit de l’électricité lorsqu’il est exposé à la lumière. Plusieurs cellules peuvent être reliées pour former un module solaire photovoltaïque ou un panneau photovoltaïque. Une installation photovoltaïque connectée à un réseau d’électricité se compose généralement de plusieurs panneaux photovoltaïques, leur nombre pouvant varier d’une dizaine à plusieurs milliers^[5].

Il existe plusieurs technologies de modules solaires photovoltaïques :

• les modules solaires monocristallins possèdent le meilleur rendement au m² et sont essentiellement utilisés lorsque les espaces sont restreints et pour optimiser la production d’une centrale photovoltaïque.
• les modules solaires polycristallins représente une technologie proposant des rendements plus faibles que la technologie monocristalline.
• les modules solaires amorphes sont des panneaux solaires proposant un rendement largement inférieur aux modules solaires cristallins. Cette solution nécessite donc une plus grande surface pour la même puissance installée.

En France, l’énergie photovoltaïque bénéficie d’un tarif de rachat avantageux. C’est à dire que les propriétaires d’installations peuvent vendre l’électricité produite par leur installation à un distributeur d’électricité, à un tarif fixé par la loi.

Énergie éolienne

L’activité solaire est la principale cause des phénomènes météorologiques. Ces derniers sont notamment caractérisés par des déplacements de masse d’air à l’intérieur de l’atmosphère. C’est l’énergie mécanique de ces déplacements de masse d’air qui est à la base de l’énergie éolienne. L’énergie éolienne consiste ainsi à utiliser cette énergie mécanique.

Les éoliennes transforment l’énergie mécanique en énergie électrique, soit pour l’injecter dans un réseau de distribution soit pour être utilisé sur place (site isolé de réseau de distribution). Pour résoudre le problème d’espace, elles sont de plus en plus souvent placées en mer.

L’éolien se développe également de plus en plus à l’échelle individuelle. En effet, le petit éolien devient très rentable, les fabricants proposant des génératrices de plus en plus performantes, et de plus en plus abordables. Le petit éolien est généralement utilisé pour produire de l’électricité qui sera consommée directement sur place. En effet, le tarif d’achat de l’électricité mis en place n’est pas avantageux pour le petit éolien. De plus, pour bénéficier du tarif d’achat d’EDF, il faut que l’éolienne soit placée en Zone de Développement Eolien, ce qui limite les possibilités à l’échelle individuelle.

Demain, de nouvelles voiles iront chercher les vents d’altitude, plus puissants, plus réguliers. Magenn, Kite Gen, et Skywindpower s’élèveront à 300m, 1200m ou 5000m pour produire jusqu’à 100 fois plus d’électricité qu’une éolienne actuelle.

Énergie géothermique

Le principe consiste à extraire l’énergie géothermique contenue dans le sol pour l’utiliser sous forme de chauffage ou pour la transformer en électricité. Dans les couches profondes, la chaleur de la Terre est produite par la radioactivité naturelle des roches qui constituent la croûte terrestre : c’est l’énergie nucléaire produite par la désintégration de l’uranium, du thorium et du potassium.

Par rapport à d’autres énergies renouvelables, la géothermie profonde ne dépend pas des conditions atmosphériques (soleil, pluie, vent).

Énergie hydraulique

À l’instar de l’énergie éolienne, les énergies hydrauliques (à l’exception de l’énergie marémotrice) ont leur origine dans les phénomènes météorologiques et donc du Soleil. Ces phénomènes prélèvent de l’eau principalement dans les océans et en libèrent une partie sur les continents à des altitudes variables. On parle du cycle de l’eau pour décrire ces mouvements. De l’eau en altitude possède une énergie potentielle de pesanteur. Cette énergie est peut être alors captée et transformée, lors des mouvements de l’eau qui retourne vers les océans. Avant l’avènement de l’électricité, les moulins à eau permettent de capter cette énergie mécanique pour entrainer des machines-outils (machines à tisser, moulins à moudre le blé…).

Avec l’invention de l’électricité cette énergie mécanique est transformée en énergie électrique.

D’autres énergies hydrauliques existent et proviennent généralement de sources marines :

• Énergie des vagues elle est produite par le mouvement des vagues est captée par les pélamis, sorte de vers en métal articulé. Leur puissance correspond à celle d’une éolienne^[4].
• Énergie marémotrice elle est produite par le mouvement de l’eau créé par les marées (variations du niveau de la mer, courants de marée),
• Énergie hydrolienne elle est produite par l’utilisation des courants sous marins,
• Énergie thermique des mers elle est produite en exploitant la différence de température entre les eaux superficielles et les eaux profondes des océans,
• Énergie osmotique elle est produite par la diffusion ionique provoquée par l’arrivée d’eau douce dans l’eau salée de la mer est source d’énergie.

• Biomasse

  Biomasse (énergie).

  Indirectement, il s’agit d’énergie solaire stockée sous forme organique grâce à la photosynthèse. Elle est exploitée par combustion ou métabolisation. Cette énergie est renouvelable à condition que les quantités brûlées n’excèdent pas les quantités produites ; cette condition n’est pas toujours remplie. On peut citer notamment le bois et les biocarburants.