Rendement ... de quoi parle-t-on ?

[GillesH38]

Il me semble que la première étape est la réduction de la silice par... le charbon, en produisant naturellement du CO2 comme d'hab :

SiO2 + C -> Si + CO2

me trompé-je?

[echazare]

Il me semble que la première étape est la réduction de la silice par... le charbon, en produisant naturellement du CO2 comme d'hab :

SiO2 + C -> Si + CO2

me trompé-je?

Utilise t'on des produits chimiques, beaucoup d'eau que sais je, dans le process ?

[GillesH38]

Je crois que ça se fait dans des fours électriques, le charbon n'est la que pour la réduction chimique (ca marcherait aussi avec du charbon de bois). Maintenant comme toute industrie, il y a certainement du refroidissement à faire, des déchets etc... mais je ne connais l'impact écologique réel.

[mobar]

Une page sur la fabrication du silicium mon et polycristallin

http://sili.cium.free.fr/si_gener.htm

[energy_isere]

la discussion sur la fabrication du Silicium pour les cellules solaires peut etre poursuivie sur ce fil "Energie solaire photovoltaique" : http://www.oleocene.org/phpBB2/viewtopi ... 7474#57474 qui est un fil plus adéquat.

je viens d'y poster le lien de mobar.

[Schlumpf]

tiens, juste pour rigoler. Le seul fabricant francais de cellules PV c'est Photowatt (à ma connaissance). Il a une capacité de 25 MW. Cela donne donc une production annuelle de 0,16 Km2. Pour couvrir les 10.000 Km2 (enfin 3000 "qualifiables" PV) de toits francais il faudrait donc.... 18750 ans !

Autant pour ceux qui espèrent un salut par la technique ou par les lois du marché ! On ne transformera jamais en un jour les raffineries en ligne d'assemblage de cellules solaires !

[GillesH38]

Le thème c'est l'amortisation énergétique et le "facteur de moisson" (quelle traduction donner ? C'est le rapport entre l'énergie produite et l'énergie dépensée pour produire, installer et maintenir le système: l'énergie grise si l'on veut ) des centrales à énergie renouvelables.

admettons qu'on sache faire des panneaux de 30 ans (au fait comment peut on en etre sur? ) amortis en un an: je suppose que ce temps ne concerne que l'énergie utilisée pour la fabrication une fois l'usine construite. Au début, il faudra amortir la construction de l'usine, et je serais fort surpris qu'une usine produise en un an assez de panneaux pour refaire l'énergie qui a été nécessaire à sa construction!

aucune source d'énergie, même le pétrole, ne s'est développée à plus de quelques %, mettons 10% max par an. Le pétrole n'a pas eu à remplacer une autre énergie, il s'est rajouté au bois et au charbon. Ici il est totalement impossible qu'une énergie aussi peu dévelopée que le PV regle en quoi que ce soit la baisse d'énergie fossile.

Ajouter à ça que le PV produit de l'électricité, qui est faite assez facilement par le charbon (qui lui même ne sera pas en dépletion avant longtemps,), tout en étant beaucoup moins commode d'utilisation a cause de l'intermittence, il est tres clair que ce sera un joujou de riches écolos. D'ailleurs il n'apparait nulle part de manière importante dans aucune prévision de mix énergétique d'ici 2050.

[mobar]

Ce n'est pas parce que le PV n'apparait pas dans les prévisions que ce n'est pas une source d'avenir.

Le sujet initial du fil était : "rendement ...de quoi parles t'on?

Les énergies fossiles sont aussi des énergies renouvelables ... sur quelques centaines de millions d'années.

Dans nos analyses nous ne mettons pas assez en avant la notion de rendement global. Quant on parle de rendement on se focalise sur une partie de la transformation de l'énergie et on en arrive à des jugements ineptes du style : "le rendement des cellules photovoltaîques est ridicule".

Pour fabriquer de l'électricité a partir de l'énergie solaire :
- par la voie photovoltaïque le rendement industriel est de 15%,
- par la voie photosynthèse+combustion de biomasse le rendement est inférieur à 0,2% sous nos latitudes,
- par la voie photosynthése+génération naturelle de combustibles fossiles+combustion le rendement est inférieur 0,01%...

C'est pourtant cette dernière voie qui aujourd'hui est la plus utilisée bien qu'étant la moins efficace.

Pourquoi est est on arrivé là?

C'est à mon avis parce que la notion de développement durable n'est pas encore intégrée dans les processus décisionnels liés aux investissements. Ou parce que les incitations (contraintes) ne sont pas assez importantes.

La notion de rendement global sur l'ensemble de la filière (de l'énergie primaire initiale à l'énergie utile) permet de hiérarchiser de façon simple les modes de production.

Le potentiel de production d'électricité photovoltaïque peut croître de facon exponentielle comme a cru la production d'énergie fossile depuis le début de l'ère industrielle.

De mon point de vue, cette croissance du photovoltaïque (et des autres énergies renouvelables) est inéluctable. Que la transition soit génératrice de ralentissement, de stagnation voire de décroissance pour les pays les plus avancés est possible sinon probable.

Les solutions techniques à privilégier pour amortir les effets du PO ne peuvent plus être définies uniquement par des critères économiques mais par un ensemble de critères, dont le plus important me semble le rendement global de transformation appliqué à la totalité de la filière de production.

Ce point me semble essentiel pour envisager de construire des solutions pérennes aux crises futures. C'est forcément un changement de mentalités.

[toto]

J'ai du mal à suivre.
Tu pourrais expliquer un peu ce que tu entends par "la voie photosynthése+génération naturelle de combustibles fossiles+combustion le rendement est inférieur 0,01%... " et comment tu fais le calcul.

[GillesH38]

mobar l'a deja dit, c'est le rendement par rapport à l'énergie solaire incidente. Qui ne veut rien dire, puisqu'elle est gratuite.


La vraie valeur a considérer, c'est la puissance qu'on peut récuperer par travailleur employé à la produire, amha, c'est à dire le rendement énergétique par rapport au travail humain.

[mobar]

J'ai du mal à suivre.
Tu pourrais expliquer un peu ce que tu entends par "la voie photosynthése+génération naturelle de combustibles fossiles+combustion le rendement est inférieur 0,01%... " et comment tu fais le calcul.

Le rendement de la photosynthèse en zone tropicale est de l'ordre de 2% dans le meilleur des cas (l'origine de la matière organique ayant formé les combustibles fossiles).

Environ 1 pour mille de la matière organique végétale et animale ayant servi à la génération naturelle de combustibles fossiles est parvenue jusqu'à nous (sous forme de pétrole, de gaz, de charbon de lignite ...)et est extractible.

le rendement de conversion des combustibles fossiles en électricité est de l'ordre de 40% dans les meilleures installations de Gazéification à cycle combiné.

Tu fait le calcul : 0,02*0,001*0,4 = 0,0008%

Qui est le rendement de la filière.

Le fait que l'énergie solaire soit gratuite est essentiel, et c'est l'élement fédérateur et unificateur du raisonnement. Un autre élément essentiel est que cette énergie est inépuisable (mais non infinie en flux disponible instantanément). Ce qui permet de comparer filières renouvelables et filières fossiles. Partir du présupposé que le pétrole contenu dans les gisements ne vaut que les coûts de prospection , d'extraction et de raffinage est une scorie de la conception colonialiste des occidentaux. Le pétrole, le gaz et le charbon sont des produits précieux la pénurie à venir nous en fera bientôt prendre conscience.

On part d'une énergie gratuite et inépuisable et toutes les transformations qui interviennent pour la produire sous une forme utilisable pour satisfaire un besoin permettent de caractériser une performance de transformation déconnectée du coût économique de production.

Il est essentiel de pouvoir évaluer et classifier les filières indépendamment de leur coût économique. La valeur de la monnaie étant essentiellement liée à des paramètres de pouvoir et des rapports de forces entre marché, états et situations de pénuries savament entretenues.

Pour chaque énergie primaire (le solaire, la géothermie, le nucléaire, l'énergie des marées) on peut alors définir un potentiel existant, un potentiel récupérable.

Le choix d'énergie(s) peut alors être fait sur des critères locaux de coût de production et non sur des critères de prix du marché .

Ces critères locaux de coût seront d'autant plus pertinents qu'ils intègreront les externalités propres à chaque filière (main d'oeuvre, consommations intermédiaires d'énergie et de matières premières, atteintes à l'environnement ...).

[mobar]

mobar l'a deja dit, c'est le rendement par rapport à l'énergie solaire incidente. Qui ne veut rien dire, puisqu'elle est gratuite.


La vraie valeur a considérer, c'est la puissance qu'on peut récuperer par travailleur employé à la produire, amha, c'est à dire le rendement énergétique par rapport au travail humain.

Limiter la valeur d'une production au seul travail humain est réducteur et ne prends pas en compte les contingences liées à la physique, la biologie, la chimie ... qui sont des élements de poids dans la performance d'une filière.

[toto]

Donc, définis ton mode de calcul s'il te plaît.

[mobar]

Donc, définis ton mode de calcul s'il te plaît.

Le calcul du rendement d'une filière est le produit des rendements des composantes de cette filière.

Qu'est ce qui t'échappe là dedans?

[mobar]

https://www.zerocombustible.fr/237-2/

Voici une comparaison du solaire, de l’éolien, du nucléaire et de la biomasse bois pour la production de l’électricité, basée sur la comparaison des consommations par unité d’électricité produite.

La consommation des énergies de flux, solaire et éolien, est faite de la dépense d’énergie pour la fabrication des installations, leur énergie grise. Elles produisent ensuite de l’électricité en utilisant seulement des flux naturels gratuits.

Une installation photovoltaïque met environ 3 ans à produire une énergie équivalente à celle qu’elle a consommé pour sa fabrication (1), sur une durée de vie de 30 ans (2), elle aura donc produit 30/3 = 10 fois plus d’énergie qu’elle n’a consommé au total.

Le rendement, qui est le rapport de l’énergie produite par l’énergie consommée, est donc de 10 pour 1, soit 1000 %. Il est en général inférieur à 1, puisque la plupart des transformations se font avec des pertes. Il est ici supérieur à 1 car une installation photovoltaïque utilise le soleil pour démultiplier l’énergie investie, et la démultiplie d’autant plus qu’elle ajoute la plus-value de faire de l’électricité. Il serait donc bien plus juste de juger les panneaux solaires sur ce rendement là, d’autant que… c’est la définition du rendement !

Le rendement traditionnellement utilisé pour les panneaux photovoltaïques est le rapport de l’énergie solaire transformée en électricité sur l’énergie solaire reçue : c’est avant tout un indicateur qui permet de savoir quelle va être la productivité de l’installation. Le soleil n’est pas consommé mais utilisé, et de plus il est gratuit : il est dommage de se référer à l’efficacité de cette transformation.

Un rendement supérieur à 1 grâce à l’aide des éléments naturels est classiquement utilisé pour les pompes à chaleur.

Une éolienne a un temps de retour énergétique entre 6 mois et 1 an, et une durée de vie de 20 ans, souvent plus en pratique.

Sur son cycle de vie elle produit donc 20 fois ce qu’elle a consommé pour sa fabrication (3), ce qui correspond à un rendement de 2000 %.

Bien sûr toujours en ajoutant la plus-value de produire de l’électricité.

La centrale thermique est le procédé utilisé pour convertir en électricité le bois énergie, et c’est le procédé classique pour le nucléaire, les énergies fossiles, et il peut même fonctionner avec du soleil, c’était le cas de la centrale Thémis.

Le rendement communément accepté pour une centrale thermique est de 33 %

33 % de rendement, cela veut dire qu’une centrale thermique restitue 3 fois moins que ce qu’elle consomme, ou consomme 3 fois plus qu’elle produit (4)

Le principe est de chauffer un fluide pour en faire de la vapeur sous pression, qui fait tourner une turbine, qui entraîne une génératrice qui fait de l’électricité. Ce fluide est refroidi de l’autre côté pour retourner à l’état liquide pour être réchauffé à nouveau… c’est un processus qui génère des pertes, et la loi de Carnot a énoncé dès 1824 qu’on ne pouvait pas espérer de rendements voisins de 1.

Au global, si on parle de consommation d’énergie pour produire la même quantité d’électricité :

– une installation photovoltaïque consomme 10 fois moins qu’elle ne produit ,

– une éolienne consomme 20 fois moins qu’elle ne produit,

– une centrale thermique consomme 3 fois plus qu’elle ne produit.

Une centrale thermique consomme donc 30 fois plus qu’un panneau solaire et 60 fois plus qu’une éolienne.

Imaginez que ce sont vos voitures, dans votre garage (imaginez…) la première consommerait 1 litre au 100, la deuxième 2 litres au 100, et la troisième 60 litres au 100.

Vous avez des chances de n’utiliser la troisième que quand les deux autres sont en panne… en même temps !

Et la vie d’un combustible commence avant la centrale :

L’uranium doit être extrait puis enrichi avant d’arriver à la centrale, ce qui représente 10 % d’énergie supplémentaire (5)

Le bois doit être récolté, ce qui représente environ 2,7 % de l’énergie du bois (6) puis déshydraté, en séchant « mécaniquement » dans un premier temps jusqu’à une humidité de 20 % environ, le reste est éliminé lors de la combustion en prélevant une part de l’énergie du bois. Et cela représente environ 15 % de l’énergie du bois (7) et le total des deux représente environ 17 %.

au final, faire de l’électricité avec du bois a un rendement d’environ 27 %, il faut presque 4 fois plus d’énergie que l’on n’en récupère sous forme d’électricité. (8)

Et les centrales thermiques ont une énergie grise, comme les panneaux photovoltaïques et les éoliennes.

Pour la part énergie grise des centrales thermiques, je n’ai pas de sources, sinon quelques éléments d’un débat qui est basé sur le fait que les centrales thermiques demanderaient moins de ressources pour leur fabrication que les renouvelables et j’en déduis qu’elles demanderaient aussi moins d’énergie grise.

Aussi, ce débat prédit que la conversion de l’électricité au solaire et à l’éolien va consommer beaucoup de ressources, ce qui est vrai.

Par contre, prétendre que les centrales thermiques consomment moins de ressources parce qu’elles en demanderaient moins pour leur fabrication, c’est oublier qu’elles consomment du combustible qui est aussi une ressource.

Comparer des combustibles et des matériaux tels que inox, cuivre, aluminium d’une façon juste n’est pas possible, ce comparatif le fait sur le plan de l’énergie grise, ce qui a son sens vu que produire de l’énergie est la vocation de ces appareils. Et ce comparatif permet de prendre la mesure que les ressources de la fabrication des centrales thermiques sont minimes par rapport à la consommation de combustible.

L’autre critère important, c’est que les combustibles ne sont pas recyclables, excepté pour l’uranium dont le recyclage est très marginal et qui n’est pas vraiment du recyclage mais plutôt une réutilisation unique et partielle.

Ainsi, la consommation globale de ressources est à l’évidence bien plus importante pour l’électricité thermique que pour le solaire et l’éolien.

De plus, que les centrales thermiques demandent moins de ressources ne me paraît pas si flagrant : dans leur procédé, il a une turbine qui entraîne une génératrice, exactement comme dans une éolienne. En quelque sorte, une centrale thermique est une éolienne qui fonctionne avec un vent artificiel !

Bien sûr l’immense avantage est d’avoir du vent quand on veut, par contre il faut fabriquer, et alimenter, la machine à vent. C’est donc beaucoup plus complexe à réaliser, et s’il y a du cuivre dans une génératrice d’éolienne il y en a aussi dans une génératrice de centrale thermique.

Je conçois que les économies d’échelle permettent aux grosses centrales thermiques de prendre l’avantage, par contre pour les petites centrales thermiques urbaines cet avantage n’est pas du tout évident.