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« Demain ne sera pas comme hier. Il sera nouveau et il dépendra de nous. Il est moins à découvrir qu’à inventer. » (Gaston Berger).

A l’heure où la voiture électrique polarise l’attention, où le coût et la raréfaction de l’énergie fossile augmentent, les initiatives se multiplient pour utiliser l’énergie solaire dans les transports.

Le principe est toujours le même : des cellules photovoltaïques transforment l’énergie solaire en électricité ; cette électricité stockée dans des batteries sert à alimenter des moteurs électriques faisant tourner des roues, des pales, des hélices…

Il est clair que l’énergie récupérée du soleil est encore largement insuffisante pour couvrir le besoin ; il n’empêche que quelques valeureux « fous du volant » y songent fortement en développant des solutions originales et dignes d’intérêt.

Au-delà de la passion qui anime tous ces pionniers, y-a-t’il un véritable espoir de débouché industriel, à terme ? Et si oui, sous quel horizon ?

Voici le tour, non exhaustif mais significatif, de quelques réalisations de transport solaires.

L’avion solaire

C’est certainement l’initiative la plus médiatisée de ces derniers mois ; un pari fou pour un résultat étonnant : l’avion Solar Impulse a largement démontré le bien-fondé de son concept et même si beaucoup de chemin reste à parcourir pour arriver à une solution « de transport de masse », cette 1^ère réalisation est tout à fait surprenante.

Solar Impulse est le 1^er avion à fonctionner uniquement à l’énergie solaire. Bertrand Piccard était d’ailleurs à l’honneur aux BFM Green Business Awards ce mois-ci, pour nous parler de son aventure et de son envie d’innover pour un monde durable, cf. http://www.econov.eu/2011/ceremonie-bfm-green-business-awards-2011-des-entreprises-vertes-innovent-innovation-dd-ernst-young-developpement-durabl/

Envergure de la taille de celui d’un Airbus A340 (63,4 m), ailes totalement recouvertes par 11.628 cellules PV, confort pour le pilote réduit à son strict minimum (lors des essais en vol, l’eau de la bouteille du pilote a gelé à haute altitude, empêchant ce dernier de se ravitailler), Solar Impulse est déjà resté en l’air plus de 26 heures d’affilée.

Forte de ce succès, l’équipe de Solar Impulse a lancé la construction d’un 2^ème avion solaire, Solar Impulse II, qui bénéficiera du retour d’expérience de son prédécesseur. A quand le tour du monde sans escale ?

Le Zeppelin solaire

Dans le même ordre d’idée et pour rester la tête dans les nuages, voici remis au goût du jour un concept longtemps oublié depuis l’accident du Zeppelin LZ129 Hindenburg, le 6 mai 1937, lors de son atterrissage catastrophique à Lakehurst où il a pris feu.

A la mode solaire, ça s’appelle un Zeppelin solaire et le premier d’entre eux porte le nom de Sol’R…

Ce pourrait devenir, à terme, la solution pour le transport aérien de passagers. On n’en est pas encore là, puisqu’il s’agit pour le moment de traverser la manche avec une seule personne à bord, mais pourquoi pas ? Ceci dit, passagers pressés, s’abstenir !

Les voitures solaires

Pour les amoureux des bolides à 4 roues, voici de quoi réjouir votre soif de vitesse. La voiture solaire la plus rapide du monde a avoisiné les 90 km/h avec un record du monde établi à 88,738 km/h. Ça décoiffe, non ?

Engins au look futuriste, minimalistes question poids, tous ces véhicules s’affrontent tous les ans depuis 1987 dans une course de 3.021 kms de distance, course connue sous le nom de World Solar Challenge. Elle se déroule sur des routes publiques, de 8h du matin à 17h, l’objectif étant d’accumuler suffisamment d’énergie pour finir la course, si possible, et de préférence en tête. A quand un challenge sur nos belles routes de France ?

Les bateaux solaires

Les bateaux ne sont pas en reste avec l’apparition de concepts ingénieux et de plus en plus audacieux.

Planet Solar, un trimaran dont le pont est entièrement recouvert de cellules photovoltaïques – il ne doit pas faire bon s’y balader pieds nus en plein soleil ! – est en train de boucler son premier tour du monde.

L’idée est intéressante puisque, comme chacun le sait, le trimaran est l’une des formes de bateau les plus performantes en termes de glisse.

Ce qui a donné des idées à certains : Solar Odyssey, véritable laboratoire flottant, suit les traces de son grand frère. Objectif : zéro émission de CO² et un tour du monde à suivre.

Encore plus futuriste, et contrairement aux 2 bateaux ci-dessus qui ne sont que des bateaux à moteur, le catamaran solaire Foscat-32 est un curieux mélange de bateau à voile et de bateau à moteur. Ou comment continuer de naviguer par tous les temps !

Alors, prêts pour un petit tour de bateau solaire ? Pas de problème. A Villefranche-sur-Mer, le Mini-Sun vous y attend pour une croisière inoubliable : le plaisir du bateau à moteur dans un silence absolu désormais à la portée de toutes les bourses. Dépaysement garanti.

Le vélo électrique solaire

Le vélo électrique solaire reste un vélo… De là à imaginer un périple de 13.000 kms s’étalant sur 2 continents et traversant une douzaine de pays, il n’y avait qu’un pas. Que s’est allégrement permis de franchir Floran Bailly qui a effectué cette étrange traversée. Il est clair que du point de vue industriel, son vélo peut encore être perfectionné mais il fallait y penser.

Ceci dit, la société Sanyo a installé à Tokyo des parkings solaires (ombrières de parking) pour recharger des vélos électriques. A considérer pour les futurs Vélib’ à assistance électrique ?

Enfin, le train solaire

C’est certainement l’application industrielle la plus aboutie. Certes, il ne s’agit, en quelque sorte, que d’une centrale PV « en toiture » permettant de couvrir, très partiellement, les besoins en énergie d’un train ; il s’agit néanmoins d’une avancée majeure en termes de changement de mentalités et d’intégration de l’énergie solaire dans l’éventail des possibles.

Conclusion

C’est le signe que les temps changent et que l’énergie solaire n’est plus l’apanage de doux rêveurs. L’énergie solaire s’insinue partout. Lentement mais sûrement. Les pionniers montrent la voie. Avec peu de moyens, beaucoup d’idées et d’ingéniosité.

Lorsque les technologies seront arrivées à maturité, lorsque le coût de l’énergie solaire sera  enfin inférieur à la parité réseau, les industriels suivront. Peut-être dans 5 ans. Peut-être dans 10 ans. Mais cela sera.

Demain sera nouveau.

« Demain ne sera pas comme hier. Il sera nouveau et il dépendra de nous. Il est moins à découvrir qu’à inventer. » (Gaston Berger).

Si le solaire thermique n’évoque pour vous que le tuyau d’arrosage chauffé au soleil dans votre jardin ou le vieux chauffe-eau solaire posé il y a quelques années sur le toit de votre maison, une mise à jour s’impose. Le Solaire Thermique à Concentration encore appelé CSP (pour Concentrated Solar Power) est là et bien là !

Cette technologie, qui permet de produire de la chaleur en concentrant les rayons du soleil sur des capteurs thermiques, avance à grands pas et rien ne sera plus jamais comme avant.

En quoi le CPV (solaire PV concentré) et le CSP (solaire thermique à concentration) se ressemblent-ils ?

Comme leurs noms l’indiquent, ils utilisent tous deux le rayonnement solaire comme source d’énergie. Ils peuvent tous deux travailler avec peu de soleil ou un soleil diffus ; ils préfèrent cependant un vrai soleil franc et un ciel sans nuage pour s’exprimer à pleine puissance.

CPV et CSP s’accordent sur deux grandes tendances : la concentration solaire et l’utilisation de trackers. Deux notions avec lesquelles vous êtes désormais familiers. Si vous ne l’êtes pas, c’est que vous n’avez pas lu mon article précédent, ce que je déplore, mais vous pourrez  facilement vous racheter en le retrouvant sur le site d’Econov : http://www.econov.eu/2011/plein-feux-sur-les-centrales-solaires-photovoltaiques-pv-au-sol/

Enfin, dans un cas comme dans l’autre, le stockage de l’énergie produite reste un vrai casse-tête. Il n’y a pas, à l’heure actuelle, de solution satisfaisante à cet épineux problème qui reste l’un des points majeurs à régler dans l’avancée de ces technologies.

Si le CPV s’affranchit de ce problème en transférant directement l’électricité produite sur le réseau, le CSP imagine actuellement différentes solutions de stockage de la chaleur produite (dans de la roche, des sels fondus, etc.) avant sa transformation en électricité.

En quoi sont-ils différents ?

Le solaire thermique n’utilise absolument pas de silicium.

On a coutume de dire que le solaire thermique est un métier de thermicien et le solaire PV un métier d’électronicien. Il y a cependant de plus en plus d’interpénétration de ces deux métiers.

Le solaire thermique adore la chaleur ; plus ça chauffe, mieux c’est. A contrario, le solaire PV déteste la chaleur : le rendement des cellules PV s’écroule lorsque la température augmente. A tel point qu’il est parfois nécessaire, voire obligatoire, de les refroidir…

Dans le solaire thermique, l’énergie fournie par le soleil n’est pas transformée directement en électricité mais en chaleur. Un dispositif complémentaire pour transformer cette chaleur en électricité s’avère indispensable. En général, il s’agit d’une centrale à vapeur connectée à une génératrice. Pour faire simple, si vous vous souvenez des anciennes cocottes-minute, la centrale à vapeur est représentée par la cocotte lorsque l’arbre de la génératrice pourrait être représentée par le bouchon tournant.

Enfin, dernière différence, la concentration solaire thermique peut également être effectuée via des miroirs montés sur des trackers ; la multiplicité des sources assurant dans ce cas la fonction de concentration.

Le solaire thermique parabolique (ou parabolic through)

C’est la technologie qui domine actuellement le marché ; elle représente 90 % des installations déjà effectuées.

L’idée consiste à concentrer les rayons du soleil, via une parabole, sur un liquide caloporteur.

Le liquide caloporteur, en général de l’huile, circule en circuit fermé.

Cette huile, chauffée entre 150 à350 °C passe à l’état gazeux en se réchauffant (à l’endroit A). Elle cède ses calories en se refroidissant (à l’endroit B) et retourne à l’état liquide (à l’endroit A) pour un nouveau cycle. Cet élément porte le nom de caloduc.

La chaleur récupérée à l’endroit B permet de générer la vapeur utilisée dans la « cocotte-minute » évoquée plus haut.

Le solaire thermique avec lentilles de Fresnel

Le principe est exactement le même que ci-dessus en « remplaçant » les paraboles par des lentilles de Fresnel. C’est moins efficace mais c’est beaucoup moins cher ; une lentille de Fresnel étant beaucoup plus facile à fabriquer qu’une parabole.

Le solaire thermique moteur Stirling

Moins connu mais tout aussi prometteur, l’association de miroirs paraboliques ou de tours hélio thermodynamiques et d’un moteur Stirling.

Le moteur Stirling, inventé en 1817, est un moteur à combustion externe. Il n’a jamais connu le développement industriel de son grand frère, le moteur à combustion interne présent dans tout véhicule à moteur thermique.

Chauffé à l’une de ses extrémités, le moteur Stirling se met à tourner pouvant entraîner une génératrice et, ainsi, produire du courant. Il est, par ailleurs, réversible, c’est-à-dire que si vous l’alimentez, vous pouvez produire du froid extrême (-200 °C) ou du chaud extrême (+700 °C).

La technologie de construction de ces moteurs est un peu difficile à maîtriser – ce qui explique le peu d’intérêt qu’il a suscité jusqu’à présent – cependant, l’énergie solaire et des applications de froid industriel lui redonnent aujourd’hui un regain d’attrait.

A terme, vous pourriez imaginer, au lieu de panneaux PV posés sur votre toit, installer une parabole moteur Stirling dans votre jardin : compact, design et efficace. Une pure merveille.

Les tours hélio-thermodynamiques avec miroirs

L’idée consiste ici à concentrer les rayons du soleil, via des miroirs montés sur trackers, sur une tour munie soit d’un très gros moteur Stirling, soit d’un gigantesque caloduc.

Ce sont certainement les installations les plus spectaculaires. Dans la dernière installation en date, en Espagne près de Séville, les 2650 miroirs couvrent 260 terrains de football et la tour d’une hauteur de 140 mètres, aveuglante de lumière, est visible à des kilomètres à la ronde. Impressionnant, n’est-ce pas ?

Comble de la sophistication pour cette tour solaire : grâce à sa technologie de sels fondus situés au sommet de tour, sels fondus chauffés à plus de500 °C, la chaleur accumulée au cours de la journée permet de produire de l’électricité la nuit… Magique, non ?

Conclusion

Dans la bataille que se livrent les partisans du solaire thermique et ceux du solaire photovoltaïque, l’avenir est incertain_wpnonce=b723aeeed7

« Demain ne sera pas comme hier. Il sera nouveau et il dépendra de nous. Il est moins à découvrir qu’à inventer. » (Gaston Berger).

Aujourd’hui, point de sujet trop sérieux. Nous ne parlerons donc ni de centrales solaires au sol, ni de panneaux sur toitures, ni de micro-onduleurs, rien de tout cela. C’est encore l’été, voici quelques idées originales pour agrémenter vos journées afin que vous puissiez continuer d’en profiter au maximum. Tout en restant connectés « solaire », évidemment, et plus précisément solaire photovoltaïque !

Les principes de fonctionnement

L’avantage du solaire photovoltaïque réside principalement dans le fait que l’énergie solaire est directement transformée en énergie électrique. Tout dispositif électrique est donc susceptible, à priori, sous réserve d’adéquation de la tension et / ou de l’intensité, d’être connecté à un panneau solaire.

2 grands principes de fonctionnement peuvent être retenus :

• le fonctionnement « au fil de l’eau » où le panneau solaire est directement connecté à l’élément à alimenter. L’inconvénient majeur de ce système est évident : un nuage passe et plus rien ne fonctionne.
• le fonctionnement sur batterie. Le panneau solaire recharge une batterie via, en général, un régulateur. Ce régulateur permet de charger correctement la batterie en respectant ses caractéristiques techniques. Il permet également d’éviter de la décharger complètement en déconnectant la charge avant que la batterie ne soit irrémédiablement inutilisable. La batterie est elle-même connectée à l’élément à alimenter. Il n’y a plus de problème lors de passage des nuages mais la batterie reste quand même le « maillon faible » de tels dispositifs.

Comme vous pourrez le constater, le champ d’application est vaste. En voici la preuve avec les exemples divers et variés proposés ici.

L’éclairage du jardin

Les lampes de jardin solaires sont certainement parmi les premiers dispositifs qui ont été mis à la disposition du grand public. Bon marché, elles manquent en général de fiabilité mais donnent, quand elles fonctionnent, un éclairage apte à baliser les allées de votre magnifique jardin. Leur fonctionnement est automatique : un capteur de luminosité détecte la tombée du jour et déclenche l’allumage ; au petit matin, dès que le jour point, le capteur coupe l’alimentation de la lampe.

Il est à noter que ceux qui souhaitent se distinguer de leurs voisins peuvent également adopter des nains de jardin solaires ; ils viennent d’apparaître sur le marché. Leur principe est strictement identique à celui décrit ci-dessus. Le choix reste cependant limité ; votre voisin risque d’acheter le même que vous !

La musique à la plage

Apporter son I-pod à la plage n’est plus un souci. Vous pouvez même en faire profiter vos voisins grâce à l’enceinte à panneaux solaires. Un peu lourd cependant.

Encore plus lourd – ce dispositif n’est certainement pas voué à être transporté sur la plage – la chaise longue solaire. Design révolutionnaire, détente assurée. En plus, vous êtes à l’ombre.

Plus léger, le bikini solaire. Il n’existe encore rien d’équivalent pour les hommes. Même si son inventeur dit qu’il y pense afin d’alimenter un système qui pourrait refroidir une bière… Mesdames, n’oubliez pas d’enlever votre I-pod avant de vous jeter à l’eau. Le bikini solaire ne craint pas l’eau mais votre I-pod, si.

L’alimentation de votre téléphone ou de votre PC

Pour votre téléphone, un sac solaire peut faire l’affaire et vous dépanner en cas de besoin. Ce produit s’adresse plutôt aux randonneurs. La batterie reste cependant le maillon faible de ce genre de sacs, très bien conçus par ailleurs.

A moins que vous ne préfériez attendre la solution en cours de développement par la société Wysips (What You See Is Photovoltaïc Surface) qui propose un film solaire à greffer sur votre écran. Disponible en 2012.

Pour votre PC ou votre tablette, un autre type de sac solaire. Encore un peu juste en termes d’autonomie mais c’est évidemment mieux que de tomber en panne en pleine nature. Extra plat, design superbe.

En attendant la mise à disposition de l’ordinateur solaire portable et enroulable. L’appareil peut être enroulé comme un journal. Date de disponibilité : inconnue. On peut rêver.

Les jouets pour vos enfants

Profitez de l’été pour jouer avec vos enfants et leur faire découvrir les merveilles du solaire photovoltaïque. Qu’il soit en bois ou plus élaboré, ils seront à n’en pas douter enchantés par le fonctionnement de l’hélicoptère solaire. Aussi ludique mais encore plus instructif, le robot solaire. A réaliser à l’aide d’une simple canette. Fun, non ?

Sur la route du retour

Soyez prudents. Les gendarmes veillent. Certains pourraient même être équipés de tasers. A panneau solaire évidemment ! On n’arrête vraiment pas le progrès !