A côté de leurs avantages, les capteurs solaires thermiques ont aussi plusieurs inconvénients car le coût d'investissement d'une installation solaire thermique, est relativement élevé. L'énergie solaire est une énergie discontinue. Il faut donc un système de chauffage de complément.
Le terme énergies renouvelables montre des énergies qui, à l’échelle humaine, sont disponibles en grande quantité et sont plus ou moins généreux.
En d’autres termes, ce sont des énergies qui proviennent de sources disponibles sur la terre en quantité et issues de sources naturelles non limités comme par exemple le soleil, le vent, etc.
Une énergie renouvelable provient donc de sources énergétiques que la nature réitère en permanence, contrairement aux autres sources d’énergies qui existent dans la nature en quantité limitée ou épuisable. Ces dernières sources étant qualifiées de fossiles comme le pétrole, le gaz naturel et le charbon.
Parfois appelées énergie primaire, à cause de leur faible potentiel d’émission de CO2, ces sources d’énergies ne sont pas aussi énergétiques que les énergies fossiles même si leur production engendre peu de déchets.
En tant que citoyens écologiques, nous devrions adopter ou faire adopter l’une de ces sources d’énergie, dans un but de développement durable. Participons, dans la mesure du possible, à la prise de politiques environnementales visant à promouvoir l’une de ces sources énergétiques.
L’ENERGIE EOLINNE
L’origine de fonctionnement de l’énergie éolienne est tirée des moulins à vent. En se déplaçant, le vent produit une énergie, appelée énergie mécanique.
Cette énergie était avant utilisée dans la navigation marine et sera par la suite, convertie en énergie électrique.
L’énergie éolienne consiste donc à utiliser l’énergie mécanique, résultant du déplacement des masses d’air, chauffées par l’action du soleil, et à produire avec cette énergie mécanique ainsi obtenue une énergie électrique que l’on pourra insérer dans un circuit de distribution plus ou moins étendu.
Repérons qu’à la surface du globe, l’air fait partie de ceux qu’on appelle généralement, les corps en constants mouvement.
L’air se déplace sans cesse, influencé par l’activité du soleil, qui impacte toute activité météorologique sur notre planète.
On distingue dans l’énergie éolienne, celle produite en 3 zones différentes : urbaine, terrestre et celle produite en marine.
En effet, l’une et l’autre, n’ont pas la même valeur. Car les vents terrestres sont impactés par les résidences et les constructions humaines.
La conséquence est la faiblesse des vents circulant sur la terre en milieu urbain.
Contrairement, les vents marins ne connaissent pour ainsi dire, pas de limite. On observe donc à ce niveau, des vents plus forts.
L’énergie éolienne produite en zone urbaine, ou plus généralement sur la terre et sur la mer.
L’énergie éolienne produite par la terre est plus facile à installer même si son rendement est plus faible que l’énergie produite par la mer.
LIMITES
L’énergie éolienne est une énergie renouvelable, entend qu’elle existe en quantité presque inépuisable à la surface de la terre. L’éolienne est liée au vent.
Et tant qu’il y aura des vents sur la terre, ce type d’énergie pourra toujours être utilisé. Pour autant, ce qui crée sa force représente aussi sa faiblesse.
Or, l’éolienne éprouve une contrainte majeure liée à la présence des vents sur la terre. Ceux-ci ne sont pas présents tout le temps à tout endroit ; on dit qu’ils sont discontinus.
Les éoliennes ne produisent que lorsqu’il y a du vent, d’où leur faiblesse sans vent.
En effet, l’énergie éolienne connait également d’autres contraintes liées à son utilisation, entre autre. Cependant, à l’échelle individuelle, pour une consommation personnelle, sa mise en œuvre est difficile car elle nécessite des coûts plus graves que certaines autres sources d’énergies renouvelables et aussi proportionnellement à l’occupation de l’espace comme les hélices de l’éolienne pouvant difficilement cohabitées avec les bâtiments du voisinage en zone urbaine.
Il est donc réservé aux grandes installations industrielles, même si on assiste au développement de l’éolien individuel dans certains pays.
L’ENERGIE SOLAIRE
La définition l’énergie solaire, comme celle produite à partir du rayonnement solaire. Dans le dispositif de l’énergie solaire, ce sont les rayons du soleil dont une partie est captée par la terre, après qu’ils aient traversé notre atmosphère, qui sont à la base de la production de l’énergie.
Voilà, cette mine d’énergie est dite renouvelable. En effet, sa matière première, le soleil, est disponible et inépuisable sur toute la terre.
Les rayons du soleil permettent de produire de l’électricité dépouillée de tout gaz à effet de serre, en captant la chaleur provenant des rayons solaires qui sera transformée en énergie électrique à l’aide de panneaux solaires.
La marche du solaire est simple. Il nécessite trois principales installations dont des panneaux solaires qui captent le rayonnement solaire afin de le transformer en courant continu, un onduleur intégré au système reçoit ce courant ainsi produit et le transforme en courant alternatif, utilisable sur le réseau et enfin un compteur électrique mesure la quantité d’électricité ainsi injectée dans le réseau de distribution.
Repérons qu’en lieu et place des panneaux solaires, il peut être utilisé des centrales solaires thermiques
C’est cette chaleur ainsi produite qui est livrée à un autre liquide par l’intermédiaire de l’eau chauffée.
Comme énoncé ci-dessus, le solaire a l’avantage de ne produire aucun gaz à effet de serre. Or, il est en plein essor et connait une bonne intervention dans les milieux économiquement faibles.
En effet, eu égard aux économies d’électricité qu’il permet de réaliser, son coût d’installation qui pourrait montrer élevé, est atténué.
Son but environnemental est très faible, les matériaux essentiels intervenants dans la production des panneaux sont l’énergie du soleil et le silicium abondant à la surface du globe. Elle peut être produite partout sur le globe. Mais elle a des limites.
LIMITES
Comme dans l’éolien, la production du solaire est fortement impacté par le soleil. La matière première vient de lui. Or le soleil ne paraît pas toujours.
Il a lui aussi des interruptions qui font influer la production d’énergie. Ce fait est visible pendant les saisons de pluie ou en hiver ou même pendant la nuit.
Il importe donc d’investir dans des systèmes de stockages de l’énergie solaire produite pendant les périodes d’ensoleillement afin de l’utiliser pendant les périodes d’absence du soleil, ce qui pourrait augmenter en fine, le coût réel de production de cette énergie.
Additionnons encore que d’un point de vue écologique, on peut trouver à redire, car il faut au panneau solaire environ des ans pour produire l’énergie qui a été dépensée pour sa fabrication car la fabrication des panneaux solaires nécessite un apport énergétique conséquent
L’ENERGIE HYDRAULIQUE
L’énergie hydraulique est celle obtenue par le mouvement de l’eau. Contrairement au soleil qui dégage de l’énergie, l’eau ne dégage pas d’énergie, c’est plutôt son mouvement, son déplacement qui permet d’en fabriquer.
Donc on peut donc définir l’énergie hydraulique comme celle obtenue par le déplacement de l’eau à l’aide d’une centrale hydroélectrique.
Pendant son cycle, l’eau présente sur la planète sera chauffée par le soleil, ce qui va entrainer une sublimation.
Cette eau va se condenser et revenir plus tard sur la terre sous la forme liquide et alimentera l’eau des différents cours d’eau présents à la surface de la terre.
L’eau est une ressource importante sur la terre, elle couvre environ 70% de notre planète.
En fait, dans son mouvement qui peut être vertical ou horizontal, se dégage une forme d’énergie mécanique qui à l’aide d’une centrale hydroélectrique sera convertie en énergie électrique.
Ainsi comme dans l’éolien, ce qui permet ici d’avoir de l’énergie n’est pas l’eau en elle-même, mais sa force ou sa pression.
Le principe est simple ; on utilise le mouvement de l’eau qui fait tourner des turbines, pour produire de l’énergie.
Et plus l’eau va vite et est en grande quantité, plus sa pression est forte et l’énergie ainsi obtenue est importante.
Il s’agit donc de créer une différence de hauteur entre l’eau et la travaille censée recevoir l’eau.
À l’aide d’un barrage, on crée un bâtiment qui réduit le point de passage de l’eau, créant ainsi une pression à l’entrée de l’eau, et cette force sera utilisée pour faire tourner les turbines à l’intérieur du barrage et produire, par-là, de l’électricité.
Une centrale hydroélectrique est composée d’un barrage qui retient l’eau, une turbine qui produit l’électricité et des fils conducteurs pour la distribution de cette électricité produite.
L’énergie hydroélectrique est une énergie totalement verte, car la matière première utilisée ne subit aucune transformation, l’eau utilisée ressortant de l’autre côté du barrage.
Ce mode de production de l’énergie électrique a le double avantage de la propreté et de l’efficacité, il ne produit ni déchets, ni CO2. La ressource, l’eau, est en quantité illimitée et ne subit aucune transformation.
Notons encore cette source d’énergie est faiblement influencée par les conditions météorologiques.
LIMITES
La première contrainte concernant cette source d’énergie concerne d’abord le barrage qui doit être construit.
En effet, sa construction nécessite d’importants travaux de génie civil et donc des coûts assez importants. Et cela n’est pas donné à tout le monde.
En plus, la construction du barrage a un impact environnemental et social important, puisqu’il influe fortement sur l’écosystème en place. Les barrages impactent le paysage où il doit être installé.
Il implique la modification, voire la destruction des écosystèmes locaux existants et parfois même des déplacements de populations humaines et fauniques
Il ne faut pas aussi occulter le risque de sécheresse. En effet, la matière première ici, c’est l’eau, l’eau des cours d’eau. Or ces derniers peuvent connaitre une baisse de leur débit en période de sécheresse.
Ce qui peut entrainer une baisse de la production d’électricité, voire même un arrêt des centrales hydroélectriques en période de sécheresse, par exemple.
LA GEOTHERMIE
La géothermie est la chaleur de la terre. Elle montre l’ensemble des procédés qui consistent à utiliser la chaleur naturelle du sous-sol terrestre afin de produire de l’énergie exploitable.
De fait, le sous-sol terrestre est naturellement chaud. Cette chaleur provient des eaux souterraines et de la croute terrestre, et plus on descend dans les profondeurs du sol, plus la température augmente.
On estime ainsi que le gradient thermique est de 3° C pour 100 mètres. Cette chaleur ainsi fournie directement par la terre, peut être utilisée pour chauffer de l’eau et être insérée dans un circuit de distribution ou convertie en électricité.
La géothermie est une énergie renouvelable et propre qui émet très peu de déchets et de CO2.
Il existe différents types de géothermie, associés à différentes utilisations possibles de la chaleur récupérée du sous-sol terrestre.
On spécifie d’abord la basse géothermie, qui permet de récupérer entre 20° C et 90° C de température. La chaleur et l’eau chaude ainsi récupérées sont utilisées pour le chauffage géothermique.
Entre 90° C et 160° C, c’est la géothermie de moyenne énergie. L’eau et la chaleur tirée du sous-sol terrestre sont utilisées pour la production de l’électricité.
Au-delà de 160° C, on parle de la géothermie de haute énergie. À ce niveau, l’eau atteint la surface sous la forme de vapeur qui fait tourner des turbines et produit ainsi de l’électricité. La géothermie haute énergie peut servir à des usages industriels.
LIMITES
Contrairement à d’autres sources d’énergies vertes, la géothermie est faiblement influencée par les conditions atmosphériques. Pour autant, elle a des limites.
D’abord, le sous-sol terrestre n’est pas chaud de la même façon à tout endroit. Certaines zones sont plus chaudes que d’autres. Cela pose donc le problème de l’équitable disponibilité de cette source d’énergie à la surface de la planète.
Ensuite, les réservoirs géothermiques sont disponibles dans tous les bassins sédimentaires de la planète, mais la géothermie haute énergie, n’est possible qu’à proximité des volcans. Et certaines zones de la planète en sont dépourvues ou peu fournis.
En effet, les réservoirs géothermiques s’épuisent au fur et à mesure de leur exploitation, leurs capacités d’exploitation surpassant leurs capacités de renouvellement.
Sans compter que le transport de cette énergie des zones de production aux zones de consommation a tendance à refroidir la chaleur. L’idéal est donc de consommer sur place ou dans des environnements voisins aux lieux de production.
En définitive, l’extraction de la chaleur de la croute terrestre influencerait l’activité sismique des zones de production, entrainant ainsi des risques d’éboulement ou de tremblement de terre, sans oublier le coût important que nécessite le déploiement de cette technologie.
LA BIOMASSE
La biomasse est la plus ancienne forme d’énergie connue et exploitée par l’homme. Elle existe depuis la préhistoire, depuis la découverte du feu par l’homme… .
La biomasse peut se définir comme l’ensemble de la matière organique ou végétale présente sur terre. Dans une perspective énergétique, on peut la définir comme l’ensemble des matières végétales utilisées pour produire de l’électricité.
Elle consiste pour l’homme à utiliser la chaleur née de la combustion des déchets (le plus souvent, du bois et/ou ses dérivés) pour fabriquer de l’électricité ou du gaz (à partir de la fermentation de ces éléments).
Il s’agit donc, ici d’exploiter la chaleur que ces corps dégagent dans leurs combustions, ou le gaz qu’ils dégagent dans leurs processus de fermentation.
C’est une source d’énergie renouvelable, seulement si la consommation n’excède pas le potentiel de renouvellement des éléments consumés.
Elles impliquent la destruction des éléments utilisés pour la production de la chaleur ou du gaz.
Il existe donc la biomasse par combustion ou la biomasse par méthanisation.
Dans le premier cas, les déchets brûlés produisent de la chaleur convertie en électricité. Il concerne le bois, les résidus issus de sa transformation, et les déchets végétaux agricoles tels que la paille, la noix de coco, la canne à sucre, l’arachide, etc.
Dans la biomasse par méthanisation, les déchets sont soumis à un processus de fermentation grâce à des bactéries.
Il en résulte un biogaz, proche du gaz naturel et riche en méthane. Ici les déchets utilisés sont les déchets ménagers, les boues des stations d’épuration, les papiers et cartons…
La biomasse est une source d’énergie qui n’émet pas ou presque de CO2. La filière de la production du biogaz ouvre un champ très prometteur surtout dans les pays subsahariens où les déchets peuvent être exploités à cette fin.
LIMITES
La production d’énergie biomasse peut avoir un impact sur la déforestation… et ainsi sur la désertification.
Il existe en effet, un risque de surexploitation des ressources forestières ou d’accaparement des terres afin de produire des ressources exclusivement dédiées à la production d’énergie biomasse, au détriment des autres cultures.
En outre, des problèmes de pollution atmosphérique peuvent vite se révéler, si la combustion est mal maîtrisée ou si les installations ne sont pas ou plus conformes, sans compter les risques pour la santé humaine.
En plus, s’il est vrai que l’énergie biomasse n’émet pas de CO2 il n’est pas pour autant si propre que cela, car il pourrait dégrader la qualité de l’air ambiant environnant par l’émission de particules.
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