Chroniques du réchauffement climatique

Début aujourd'hui d'une série d'articles sur le solaire thermique (une série parce qu'il y a beaucoup trop à écrire pour le faire en un seul article !).

Au fil de ces trois articles, je parlerai d'abord du contexte, avant de m'intéresser aux installations individuelles et aux installations à grande échelle de type "centrales solaires". Commençons donc d'abord par situer le contexte.

Généralement, lorsque l'on parle à quelqu'un d'énergie solaire, la première chose qui lui vient à l'esprit c'est un panneau solaire sur un toit pour produire de l'électricité. Pourtant à l'échelle mondiale, la place du solaire thermique est nettement plus importante que celle du photovoltaïque.

Tout comme le solaire photovoltaïque, le solaire thermique permet d'utiliser à notre profit une partie de l'énergie solaire reçue à la surface de la terre. Mais contrairement au premier (qui sera l'objet d'une deuxième série d'articles quand celle-ci sera terminée) pour lequel le rayonnement solaire est directement converti en électricité, dans le cas du solaire thermique l'énergie solaire va être convertie en chaleur (qui pourra ensuite éventuellement être convertie en électricité, quasi uniquement dans des centrales solaires).

Les données de la figure ci-dessous proviennent de la publication "Survey of energy ressources" du World Energy Council. Elles permettent de comparer la production globale d'énergie (chaleur et électricité) du solaire thermique à celles des autres sources d'énergies renouvelables.

Si l'on constate d'un côté qu'effectivement la production d'électricité est très faible (environ 100 fois plus faible que l'énergie éolienne, et équivalente à une seule centrale thermique de taille moyenne), elle n'est finalement "que" 3,5 fois plus faible que la production du photovoltaïque, pourtant beaucoup plus connue. Et si l'on intègre la production de chaleur (parce qu'après tout, de la chaleur issue de l'énergie solaire n'a pas besoin d'être produite d'une autre manière et "économise" donc des émissions de CO₂ au même titre que les autres énergies renouvelables), on arrive à une production à peu près deux fois inférieure à celle de l'éolien, et surtout beaucoup, beaucoup plus élevée que celle des "panneaux solaires" !

Evidemment, puisque l'on parle ici d'énergie solaire, l'intérêt du solaire thermique va être d'autant plus grand que l'on se situe dans des régions du monde très ensoleillées. Cela dit, pas besoin d'habiter au fin fond du Sahara pour que l'énergie reçue du soleil soit suffisante pour des applications. La carte ci-dessous, issue du Centre de donnée des sciences de l'atmosphère de la NASA montre l'énergie moyenne annuelle reçue par m² et par jour en chaque zone du globe.

La moyenne mondiale des de 3.86 kilowattheures par jour et par m². Soit 1400 kWh sur l'année entière. Un système de 10 m² (pas si grand que ça) avec un rendement de 10% (très pessimiste) permet donc de générer 1400 kWh d'énergie par an (soit l'équivalent de 150€ d'électricité environ).

Si l'on considère que toutes les zones pour lesquelles l'énergie reçue du soleil est supérieure à la moyenne sont intéressantes, on s'aperçoit que nous avons l'embarras du choix : tout le sud de l'Europe, la totalité des USA, de l'Amérique du Sud et de l'Amérique Centrale, toute l'Afrique, l'Asie et l'Océanie... Il n'y a guère que le nord de l'Europe, la Russie et le Canada pour lesquels le potentiel est plus faible.


Ce potentiel important explique la croissance exponentielle de l'utilisation du solaire thermique ces dernières années, comme le montre le graphique ci-contre (attention, il ne s'agit pas de la puissance installée, mais bien des nouvelles installations : on assiste donc non seulement à une augmentation de la puissance installée, mais même à une accélération de cette augmentation).


Même si cette hausse est principalement tirée par le marché des particuliers (via les chauffe-eau solaires), nous verrons dans les prochains articles que les projets de centrales thermiques de grandes tailles se multiplient également.




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