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Une île solaire !

Article publié le 27 septembre 2007

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Une île artificielle solaire de conception Suisse va voir le jour dans le golfe de Ras al Khaimah aux Emirats Arabes Unis. Les Emirats Arabes Unis nous ont habitué à ces nouvelles îles artificielles pour milliardaires en mal de logements chics, comme celle en forme de palmier ou encore celle représentant la terre... mais, cette fois-ci cette île sera conçue non pas pour héberger quelques richissimes personnes, mais pour produire une énergie propre.
Ce projet est une collaboration entre le CSEM (Centre Suisse d’Electronique et de Microtechnique) et le gouvernement des Emirats Arabes Unis et devrait permettre de produire de l’électricité et de l’hydrogène en utilisant l’énergie solaire.
L’énergie solaire, sujet déjà abordé plusieurs fois sur Neomansland tend vraiment à se répandre un peu partout du fait de la baisse des coûts des panneaux solaires... Du coup, plusieurs gros projets (mais aussi plein de petits projets) voient le jour un peu partout dans le monde, même si les gros projets avec de vastes surfaces de panneaux solaires sont encore rare du fait du coût actuel des panneaux solaires.
Selon Thomas Hinderling, le directeur du CSEM, l’énergie solaire devrait devenir une source d’énergie majeure dans les 20 à 30 prochaines années et devrait même prendre la place d’énergie « leader » dans le domaine des énergies renouvelables. Selon lui « Un tiers des besoins énergétiques du futur pourront être couverts par l’énergie solaire », le problème étant cependant que « pour récupérer cette quantité d’énergie, la surface de panneaux solaires nécessaire sera équivalente à 60% de la taille de la France. »

 
Solution

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Du coup, la solution proposée par le CSEM est de construire des îles artificielles que l’on pourrait installer sur la mer ou le problème de surface est bien moindre.
Afin de diminuer les coûts d’étendues aussi vastes, on n’utilisera pas des panneaux solaires dit « classiques  » mais plutôt des concentrateurs qui vont chauffer l’eau au travers de conduites. L’eau chaude est ensuite utilisée pour la production d’électricité et, compte tenu que la structure de ces îles sera flottante, l’île pourrait être orientée de façon à maximiser son ensoleillement et donc générer un maximum d’énergie.
L’autre problème est la connexion de l’île à la terre, afin de ne pas avoir à déployer de gros réseaux de câbles sous-marins...Une solution envisageable est d’utiliser l’électricité produite pour fabriquer de l’hydrogène qui sera stocké dans la structure de l’île, pour ensuite la transporter par bateau vers la terre. Une structure flottante permet aussi de réduire les coût de construction car il n’y a aucun support à installer en pleine mer.
Il y’a quand même quelques restrictions à ce type de construction. Celle-ci, afin d’être rentable, doit se situer dans des zones ou l’ensoleillement est d’environ 350 jours par an, donc dans la zones proche de l’équateur de préférence. Dans ces zones, une île solaire pourrais produire 1 MW d’électricité en pic et en moyenne 250 KW, soit une production d’énergie de 2,2 GWh par an.
Et c’est là que les Emirats Arabes Unis ont manifesté leur intérêt du fait de leur position géographique et de leur ensoleillement au top (on ne vous l’apprendra pas ! ;-)), et comme ils ont plein de pétro-$$ aussi (ça non plus on ne vous l’apprendra pas !), ils ont pris à leur charge une grande partie du développement de cette île avec une participation financière de 5 millions de $ dans le projet.
Cela fait maintenant 3 ans que le CSEM travaille avec les Emirats sur les énergies renouvelables et selon Hinderling « Le marché avec le plus fort potentiel pour les technologies solaire se trouve dans cette région, c’est la bas que l’on doit travailler. »


Challenges

Le plus gros challenge réside dans la construction de la structure de l’île elle-même, en effet il faut que celle-ci puisse résister face à des vents violents, une mer agitée et même des tempêtes.
Le CSEM a bien entendu déjà fait de nombreuses simulations et aucun problème majeur n’a été découvert, mais c’est le test en grandeur nature qui permettra de vérifier la solidité de l’installation.
Le premier prototype est actuellement en cours de construction aux Emirats et aura un diamètre de 100m, soit un dixième de la taille réelle envisagée, les premiers tests auront lieu sur terre, sur un canal ou l’île flottera avant le test en mer.

Une idée et un concept original dont il faudra suivre l’évolution, après est-ce aussi efficace que des sytèmes utilisant l’énergie des vagues ou des marées (comme l’Aquabuoy par exemple). On verra aussi sûrement de nouveaux métiers apparaîtres pour aller récupérer l’hydrogène produit par ces "fermes" en pleine mer : Agriculteur d’hydrogène !
A suivre donc...

++ Swissinfo
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58 votes

commentaires
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par judel.66 (IP:xxx.xx6.245.46) le 27 septembre 2007 à 18H36

projet interessant pour l’avenir sur nos etangs (berre !)les centrales solaires a concentration dans peu de temps seront au point et rentables.... .il faut y croire .... ! ! ! une fois de plus je profite de l’occasion pour dire que l"éolien sur lequel certains requins financiers veulent nous lancer pour fabriquer de l’électricité chère a doses aléatoires et homéopathiques est une escroquerie ! ! !......

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par jrr (IP:xxx.xx2.30.94) le 27 septembre 2007 à 22H08

Maison —> toits —> panneaux solaires —> électrolyse —> hydrogène = production individualisée d’énergie selon les besoins de chacun.

Les technologies existent. Elles seront encore largement perfectionnées. IL FAUT S’Y METTRE MAINTENANT !!

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par lisa SION (IP:xxx.xx0.253.102) le 29 septembre 2007 à 06H32

Je suis bien d’accord et me demande pourquoi on continue encore à discuter...Chacun son île solaire sur son toit, et hop ! Terminé.

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par Philippe (IP:xxx.xx9.14.158) le 28 septembre 2007 à 10H26

C’est pas mal leur système, mais pourquoi construire une structure qui coûte cher alors qu’il y a plein de place dans les déserts à coté ! !

Je travaille sur un nouveau dispositif permettant de produire de l’électricité grâce à l’énergie solaire, il est particulièrement adapté à la production d’hydrogène, vous pouvez consulter le site internet : http://electricite.solaire.free.fr/...

c’est spécialement fait pour les déserts, c’est beaucoup moins cher que les panneaux solaires, etc

Nous sommes actuellement confronté à trois problèmes majeurs :
- Les problèmes de réchauffement climatique liés à l’utilisation de combustibles fossiles nous obligent à réduire la consommation de ces combustibles fossiles qui sont aussi responsables de la pollution de l’air des villes.
- Nous sommes arrivés au maximum de la production pétrolière, puis va suivre une décroissance de cette production, il en va de même pour le gaz mais plus tard, alors que la demande énergétique augmente fortement (doublement avant 2050) et surtout dans les pays émergeants (Chine, Inde, etc).
- Les ressources pétrolières et gazières sont concentrées dans des pays instables, d’où une grande insécurité des approvisionnements énergétiques et une grande dépendance de l’économie par rapport à ces pays.

Pour résoudre ces problèmes nous devons changer de système énergétique en abandonnant progressivement le pétrole, le gaz et le charbon au profit du vecteur énergétique du futur proche qui est l’hydrogène. L’hydrogène est un carburant non polluant. L’hydrogène-énergie permet la production d’électricité (piles à combustible), d’énergie thermique (par combustion et aussi par cogénération) et d’énergie mécanique. De très nombreux centres de recherche travaillent sur la future économie de l’hydrogène, au niveau de sa production, de son transport, de son stockage, de sa distribution, et de son utilisation. L’hydrogène doit être produit à partir d’énergies renouvelables, et de préférence d’énergie solaire, car c’est la seule énergie renouvelable primaire, les autres énergies renouvelables étant des dérivés du solaire : biomasse, éolien, hydroélectricité, etc. La transition vers une économie de l’hydrogène doit se faire avec un grand réalisme économique, si l’hydrogène n’est pas économiquement compétitif par rapport aux autres énergies il ne s’imposera pas, il doit donc être produit au prix le plus bas possible.

Description du procédé : Le dispositif produit de l’hydrogène en utilisant l’énergie solaire. L’énergie solaire est très abondante sur terre, mais il faut de grandes surfaces de captage, l’idéal est d’utiliser les zones désertiques ou arides, car l’intensité solaire y est maximale et il y a d’immenses surfaces de captage non urbanisées, et non utilisées par l’agriculture. Tous les systèmes thermodynamiques ont besoin d’une source chaude et d’une source froide, plus la différence de température est importante entre les deux sources plus le rendement est élevé, par exemple les centrales nucléaires ne peuvent être construites qu’à coté des rivières ou des mers qui leur servent de source froide. Le dispositif crée la source chaude durant la journée à l’aide de capteurs solaires très bon marché, l’eau chaude produite est stockée dans des réservoirs enterrés. Puis la source froide est créée durant la nuit à l’aide de dissipateurs d’énergie thermique, l’eau froide produite est stockée dans des réservoirs enterrés. On profite du très fort refroidissement nocturne par rayonnement infra rouge dans les déserts dû à l’absence de couverture nuageuse. On a ainsi en permanence une source chaude et une source froide ce qui permet de produire de l’électricité avec un système thermodynamique classique (cycle de Rankine) ou avec un moteur Stirling. Cette électricité permet de produire l’hydrogène par électrolyse de l’eau. Ce dispositif est conçu dès le départ pour être très bon marché : les capteurs solaires et les réservoirs de stockage sont très simples, dans le but de produire l’hydrogène au prix le plus bas possible.

Caractère innovant de la technologie : Ce système de production énergétique produisant le vecteur énergétique du futur proche à partir d’une énergie renouvelable est extrêmement innovant car il créé la source froide dont il a besoin, ce qui est une exception notable dans tous les systèmes thermodynamiques. De plus la production de la source chaude et de la source froide sont asynchrones. C’est une façon totalement différente d’utiliser l’énergie solaire en comparaison aux systèmes actuels : centrales à tour à concentration, capteurs cylindro-paraboliques, paraboles Stirling, etc. Les zones désertiques couvrent un tiers de la surface des terres et jusqu’à présent elles ne sont pas utilisées, y produire l’énergie du futur est aussi une nouveauté. C’est une solution non conventionnelle à des problèmes nouveaux, graves, et à résoudre d’urgence : problèmes de réchauffement climatique, insécurité de l’approvisionnement énergétique, manque de ressources énergétiques dans le futur proche et problèmes économiques en résultant. Ce dispositif est extrêmement éco-logique. Toutes les personnes conscientes des problèmes écologiques et économiques liés aux combustibles fossiles attendent une solution technique qui jusqu’à présent n’existait pas, ce dispositif est une solution particulièrement adaptée.

La production d’électricité, puis d’hydrogène peut être réalisée à l’aide de capteurs photovoltaïques, mais le prix de ces capteurs est très élevé et l’énergie utilisée pour les fabriquer est très élevée pour un rendement faible (10%).

Avantages du dispositif : La production d’hydrogène suivant le dispositif a plusieurs avantages :
- l’objectif de ce système est d’être 10 à 20 fois moins cher que le photovoltaïque,
- le fonctionnement est 24H/24H contrairement à tous les autres systèmes utilisant l’énergie solaire, ce qui permet de faire fonctionner les électrolyseurs et tout le système en continu, donc de produire plus et d’amortir la totalité de l’installation beaucoup plus vite,
- l’hydrogène produit est très pur (ce qui est nécessaire pour les piles à combustible),
- ce système est 100% écologique,
- le bilan énergétique total (construction, exploitation, etc) est extrêmement favorable,
- ce dispositif permettra à de nombreux pays d’accéder à l’indépendance énergétique en étant autosuffisants sur le plan énergétique, c’est très simple donc très accessible aux pays en voie de développement (Inde, Chine, Afrique, etc),
- la différence de température entre la source froide et la source chaude est d’environ 100°C, ce qui est équivalent à la géothermie moyenne énergie, elle est bien supérieure à des systèmes solaires thermodynamiques tels que : solar ponds, énergie thermique des océans, centrales Sofretes, de plus le coût de construction et d’exploitation est beaucoup plus faible ce qui est aussi le cas par rapport aux centrales à concentration, aux capteurs cylindro-paraboliques et aux paraboles Stirling, l’énergie solaire dans les déserts bénéficie d’une intensité qui permet de ne plus avoir l’obligation de la concentration car on a une source froide correcte.

Les déserts présentent plusieurs caractéristiques intéressantes :
- la production dans les déserts utilise des zones non utilisées par l’agriculture, l’augmentation de la population mondiale ne permet pas d’utiliser des terres cultivables qui sont en quantité finie pour la production énergétique (biocarburants),
- la surface disponible dans les déserts est immense, on peut donc se contenter d’un rendement faible donc d’une fabrication bon marché,
- l’intensité solaire est maximale (très peu de nuages, faible hygrométrie de l’air),
- dans les déserts l’ensoleillement est particulièrement régulier, donc il y a une grande régularité de la source énergétique primaire,
- l’eau à électrolyser est très pure grâce à la distillation solaire (optimale dans les déserts),
- il y a un préchauffage de l’eau à électrolyser par l’énergie solaire d’où un rendement d’électrolyse amélioré.

Pour le moment l’hydrogène est produit par reformage de gaz naturel (dont les réserves sont limitées) avec une production de CO2, et en quantité très faible par électrolyse de l’eau avec de l’électricité d’origine hydroélectrique, ces deux modes de production ne permettent pas de concurrencer économiquement les énergies fossiles.

Le dispositif de production d’hydrogène-énergie à partir d’énergie solaire dans les déserts correspond exactement aux attentes actuelles en matière d’énergie.

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par lisa SION (IP:xxx.xx0.253.102) le 29 septembre 2007 à 06H46

Votre commentaire mériterait à lui tout seul d’être représenté comme article. Malgré tout, je ne me sépare pas de l’idée que si chacun était encouragé à développer sa propre centrale sur son toit, tous prendraient conscience de sa propre consommation et réduirait en conséquence. ( Surtout ceux qui habitent dans les logements où tout est collectif.)

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par judel.66 (IP:xxx.xx7.17.122) le 30 septembre 2007 à 17H17

—phillipe---dans les déserts et en particulier au sahara il y a des vents de sable et d’enormes nuages de sable qu’il n’y a pas sur des lacs ou sur la mer.....

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par Andrew (IP:xxx.xx5.21.2) le 23 décembre 2011 à 10H34

JE savais pas que la Suisse participe a les inventions comme ca. PAs mak dut out, merci !thesis assistance


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