Les neurones s’activent dans le solaire. Des dizaines de startups, principalement américaines, tentent de produire de l’électricité solaire à un prix compétitif avec les énergies fossiles. Une firme californienne, Cool Earth, affirme avoir décroché le Graal avec ses capteurs gonflables à concentration. Elle a été fondée par Eric Cummings, un jeune spécialiste des “microfluides” venu des Sandia National labs de Livermore, (Département américain de l’énergie).
Tout le problème du solaire électrique c’est que les cellules coûtent pas cher, pour un rendement minable (5%). Ou alors il faut dépenser une véritable fortune pour espérer des rendements plus élevés (30-40%). D’où la course à la concentration: pour une même dépense de silicium, on peut espérer produire deux cent, trois cent, etc. fois plus d’électricité. Mais le problème économique est repoussé: plus on concentre le rayonnement solaire, et plus on dépense pour mettre au point un système de suivi du soleil dans sa balade quotidienne dans notre ciel: miroir poli, moteur, etc.
Avec des ballons, le suivi est on ne peut plus simple, affirme Cool Earth. Chaque concentrateur est un ballon de plastique (le PET de nos bouteilles) transparent sur une face, et métallisé sur l’autre. Ça ressemble assez aux ballons de foires qui brillent dans le soleil.
A l’intérieur du ballon à deux dollars, une petite cellule solaire à haut rendement fait face au miroir souple. Les ballons sont installés au dessus du sol, et leur gonflage est contrôlé en temps réel pour optimiser la production d’électricité. Selon la startup, on peut fabriquer plus de sept cents ballons solaires avec l’aluminium d’une seul canette de soda… Au final, l’usage de cellules solaires est divisé par trois cent à quatre cent par rapport à un panneau traditionnel sans concentration… Malgré son faible coût, chaque ballon peut produire jusqu’à 1 kilowatt.
Il n’y a plus qu’à vérifier sur pièces. Cool Earth construit une centrale de démonstration dont les détails restent encore secrets. L’entreprise affirme qu’il suffirait de couvrir 240 km x 240 km de déserts pour produire toute l’électricité américaine. Qu’est-ce qu’on attend? La firme recrute des ingénieurs mais ne dit pas si elle reçoit des stagiaires. On pourrait peut-être leur envoyer miniTAX, BMD ou Karva pour un petit séjour, non?
pour autant il ne faut pas oublier la recherche dans l’économie d’énergie, et ne pas donner l’illusion que nous avons trouvez le graal !
Un rendement de deux à trois cents fois plus élevé? Si c’est vrai, c’est le graal point barre, et on va enfin pouvoir fermer toutes les centrales nucléaires et fossiles! Si ça marche bien sur. Honnêtement vous misez combien?
Au fait, heureusement qu’on a pas parti desertrec hein? Ou pire, écouté les décroissantistes, ceci dit sans vouloir vous vexer 🙂
Deux trois clicks plus tard, on oubli le deux/trois cents…
What is the « price-point » going to be for your systems?
When we are installing plants « at scale » in a year or two, we believe we’ll be at a price point of a dollar a watt. To give that some context: a typical flat-panel PV system on a resident rooftop is about seven to eight dollars a watt.
At this price point, are you at, below, or above natural gas and coal?
At a dollar a watt, we’re competing very favorably with natural gas, but we’re not cheaper than coal—yet. Given that coal plants are the ones producing most of the emissions, coal is the big target, the price point we need to get to as soon as we can.
Pas mal mieux que Desertrec, mais comme c’est du « we believe » dans les deux cas… wait and see, comme d’hab.
@ Lecture
Je ne vois pas ce que le fait d’accéder à une source d’énergie qui pourrait nous permettre de suppléer les énergies fossiles(*), irait à l’encontre de personnes qui promeuvent la décroissance comme modèle de développement (ou d’autres termes comme développement durable, etc.).
À ce que je sache, notre mode de gestion de l’énergie n’est pas la seule qui soit fortement critiquable. Il en est en fait de même pour toutes nos ressources, de l’eau aux minerais, ainsi que les services écosystémiques.
Bref, si jamais on faisait le plein d’énergie, sans jamais remettre en question notre manière toxicomane de la gérer, nous n’aurions absolument rien régler (au contraire).
(*) on en est de toutes façons très très loin puisque d’ici 30 ans, et après avoir quand même utilisé tout le charbon (ce qui aura certaines conséquences majeures), on ne sait toujours pas avec quoi fournir l’énergie nécessaire à notre taux d’utilisation actuel. C’est bien que la « solution » est ailleurs…
@4
Le problème #1 de l’idée de décroissance, c’est que une connerie logique. La croissance, c’est l’augmentation de la richesse. La richesse, c’est ce que les gens désirent. Si ce que tu désires est un monde différent, alors c’est ce monde idéal qui représente l’étalon de la richesse. S’en rapprocher, c’est nécessairement de la croissance au sens économique.
Réclamer à la fois un monde différent et une décroissance, c’est donc réclamer s’éloigner du monde qu’on désire. Petit souci. Croissance durable est déjà meilleur, mais ce n’est pas équivalent. Une chance!
Entre ce que l’on désire et ce que l’on peut avoir, il y a une marge… 😉
Et effectivement, le monde demain, qu’on le veuille ou non, qu’on l’anticipe ou pas, sera très différent de celui d’aujourd’hui.
Votre absence vous a vidé le cerveau, lecture? Qui a parlé d’un rendement multiplié par deux cent. Je parle de production d’électricité, ne me faites pas dire… Mais avec votre logique, on ira tous dans le mur. On ne trouve plus assez de pétrole pour étancher la soif de la Chine et de l’Inde, on manqera d’acier, de céréales… Avec votre logique de croissance, comment fera-t-on quand nos amis chinois auront autant de bagnoles que nous?
L
Non la richesse ce n’est pas ce que les gens désirent c’est juste une accumulation matérielle… La décroissance ça veut dire qu’il n’est pas possible de croitre l’utilisation des ressources matérielles de la Terre indéfiniment parce que la Terre est un monde fini… Gaspiller des ressources revient donc en pratique à confisquer aux générations futures l’utilisation de ces ressources (générations futures qui sont exclues des mécanismes de fixation des prix via l’offre et la demande, puisque ce mécanisme se situe dans l’immédiat).
La décroissance part du principe que dans un marché on achète pas des objets on achète le service que pourra nous rendre un objet (la « joie de vivre ») et donc qu’il est souhaitable de substituer à une consommation gaspillant les ressources limitées de cette terre (pour ses loisirs faire du vélo qui bouge pas dans une salle climatisée en regardant un écran à plasma) une consommation qui utilise le moins possible de ressources (pour ses loisirs faire une ballade en forêt) avec comme objectif de ne fonctionner qu’en renouvelable… Et quand je dis renouvelable je ne parle pas que d’énergie, essayer de créer ne serait-ce qu’un atome de cuivre avec du pétrole et on en reparlera…
Sur Cool Earth leur système de fixation aussi est pas mal, au lieu d’utiliser des lourdes bases ils utilisent des câbles tendus ce qui permet là aussi d’économiser pas mal de matériel et d’installer leur système sur des étendues beaucoup plus réduites que le désert de Mojave (surfaces agricoles par exemple).
Pour dire tous les progrès réalisés sur l’ensemble de la chaîne : la parité avec le réseau électrique pour le solaire est maintenant prévue pour 2010 en Espagne et en Italie…
Parmis mes chouchous du moment avec Cool Earth j’ai Solyndra ( PV tubulaire), le projet de l’ISET-ev PV-MIPS (panneaux solaires courant alternatif), SHARP (qui mise sur une intégration totale de tous les éléments PV et des capacités de production massives), First Solar (panneaux CdTe + système de réplication des usines) et Konarka (PV organique).
C’est toujours les Etats Unis, le Japon et l’Allemagne qui mène la danse quoi…
>Qui a parlé d’un rendement multiplié par deux cent.
Toi. Une production divisée par une unité de facteur de production, c’est un rendement. Petite confusion avec « rentabilité » peut-être?
http://fr.wikipedia.org/wiki/Rendement
>la richesse ce n’est pas ce que les gens désirent c’est juste une accumulation matérielle…
Ouf tout n’a pas changé ici, à commencer par le dialogue de sourd. La richesse ça se mesure en euros, en dollars, en roubles, en francs CFA, bref, en monnaie, pas en tas d’or, ni d’acier, ni de n’importe quoi de matériel. Quand une mine « produit » de l’or, elle produit rien du tout: elle rend disponible à l’échange quelque chose qui existe déjà. Quand une entreprise « consomme » de l’acier, elle consomme rien du tout: elle disperse de l’acier sous une forme malaisée à récupérer, donc à échanger. La seule chose de matériel que l’on consomme, c’est de l’énergie: soit sous forme d’énergie fossile, soit sous forme de l’enthalpie nécessaire pour concentrer un type de matière. Disposer d’une ressource d’énergie renouvelable rentable, c’est être sur que la croissance de la richesse peut-être passé en mode durable.
>La décroissance part du principe (…)
Ok avec (…), mais par pitié appelle ça du développement durable.
D’accord avec toi Lecture, mais si nous utilisons seulement de l’énergie pour transformer la matière, ça suppose que la matière est entièrement recyclée. Pour l’instant, ce n’est pas le cas…
A supposer qu’on puisse récupérer toutes les molécules de pneu dispersées sur une route pour faire un nouveau pneu, mais comme on ne joue pas avec les règles de la thermodynamique c’est difficilement réalisable…
Le développement durable s’inspire en partie des conclusions de la bioéconomie donc c’est normal qu’il y ait des points de comparaison…
Je rappelle que la décroissance ça vient de là :
http://classiques.uqac.ca/contemporains/georgescu_roegen_nicolas/decroissance/la_decroissance.pdf
Sur la question de l’énergie et de la matière, je vais juste me contenter de rappeler que la matière et l’énergie c’est la même chose (E=mc²)… Sauf que pour dégager 1 kWh d’énergie il suffit de bruler un tas de bois alors que pour créer un gramme de matière il faut 25 GWh d’énergie… La vision mécaniste de l’économie est fausse parce qu’elle oublie qu’à chaque étape il y a production d’entropie et donc de matière qui devient inutilisable (cf l’exemple du pneu) et que récupérer cette matière inutilisable demande des quantités d’énergies qui ne sont pour l’instant pas à la portée de l’être humain.
Et mon dictionnaire me dit que la richesse est une accumulation de biens…
« Une production divisée par une unité de facteur de production »
Je veux bien ne pas être futé mais moi quand je lis l’article je comprends que si on prend une bête lentille de Fresnel de 10 cm² et que l’on concentre le rayonnement solaire capté sur une cellule photovoltaïque de 10 mm² on a réussi à faire produire 100 fois plus d’énergie par cette cellule qui si elle avait été monté dans un panneau pour la même quantité de silicium utilisé…
A ne pas confondre avec l’efficacité de la conversion de l’énergie lumineuse en énergie électrique qui lui reste le même quelque soit la surface captée…
mmmm y’a anguille sous roche. Si la quantité de silicium nécessaire est réduit d’un facteur 200, et que la rentabilité est améliorée d’un facteur 10, alors le coût de la cellule est petit par rapport au coût du concentrateur. Tellement petit qu’il suffirait de mettre remplacer les cellules par des hautes performances (en gros 20 fois plus cher pour 5 fois plus de rendement) pour gagner plusieurs ordres de grandeur sur la rentabilité. C’est louche ces chiffres quand même.
Euh peut être parce que le chiffre de 200 n’a rien à voir avec le projet présenté mais été juste là en tant illustration ?
Tu penses que ddq présentes « en tant qu’illustration » un chiffre n’ayant rien à voir avec le projet présenté? Je dubites.
Le rendement d’une cellule solaire, fut-elle éclairée par un rayonnement de puissance plus forte, ne peut dépasser 100 % de l’énergie solaire qu’elle reçoit sur sa surface utile. Parler de multiplication par 100 ou 200 d’un rendement qui est actuellement déjà de l’ordre de 10 % pour les cellules courantes, est une ânerie.
La quantité d’électricité produite ne pourra de toutes façons jamais être supérieure à la quantité d’énergie solaire captée,qui dépendent de la surface de captation (1,7 TWh par km2 en moyenne mondiale).
Il est probable que de tels dispositifs permettent d’économiser du silicium,et abaissent le coût de l’électricité photovoltaïque, mais je demande à voir. Le diable se trouve en effet dans les détails.
Je suis donc partant pour le stage que me propose aimablement DDq, s’il est capable de me le payer.
A propos Tilleul, j’ai regardé d’un peu plus près la question des silanes ( SiH4, autant pour moi):On les fabrique par traitement à l’acide de déchets de silicium, mais les dépôts de silicium pour fabriquer les cellules se font après décomposition des silanes à haute température, par exemple sur des résistances électriques. Il y a donc des émissions de CO2 associées, d’une part pour produire le silicium de départ, fut-il sous forme de déchets, d’autre part via l’utilisation de combustibles fossiles pour prouire l’électricité nécessaire. En bref, la fabrication de panneaux photovoltaïques reste responsable d’importantes émissions de CO2, peut-être encore plus par KWh électrique produit avec ce procédé. Par contre le coût de fabrication est abaissé, puique le silicium initial est pour rien ( jusqu’à ce qu’il existe un marché de ces déchets, ou que le coût de l’électricité explose)
Puisque Lecture a emmené le débat sur la question du rendement, je vais essayer de clarifier les choses. Je n’ai jamais écrit que le rendement était multiplié par deux cents, quoiqu’en dise Lecture. Peut-être n’ai-je pas été assez clair. Alors un petit cours de physique pour ceux qui auraient besoin de se rafraîchir la mémoire. La puissance qui sort d’une cellule solaire est le produit de l’éclairement solaire, multiplié par la surface et par le rendement de conversion.
Dans le cas d’un rendement de 5%, un panneau d’un mètre carré sans concentration produira en plein soleil (et quand l’astre est haut) quelque chose comme 800 W *5% soit 40 W. Tout ça avec un mètre carré de silicium. Soit une puissance maximale de 40 W/m2 de silicium. (Rappelons que le gros du prix d’un capteur ordinaire, ce sont les cellules).
Les même cellules à 5% placées dans un concentrateur d’un mètre carré de surface de collection et de concentration x200 produiront aussi aux environs de 800 W * 5% soit 40 W puisque l’éclairement (W/m2) solaire reçu ne dépend que du soleil. Mais à la différence du premier cas, on a 200 fois moins de surface de silicium. Donc la cellule produit 8000 W/m2 de silicium. Si au passage on remplace les cellules par des modèles à couches sélectives à haut rendement (qui grimpe jusqu’à 40%) qui coûtent la peau des fesses, on aura 64000 W/m2 de silicium (moins les pertes parce que la concentration échauffe et altère les performances du matériau).
Vous voyez donc, Lecture ou BMD, que suivant le type de capteur, un mètre carré de silicium peut produire de 40 W/m2 jusqu’à 64000 W/m2 (moins les pertes) avec le même soleil… Et pourtant, le rendement n’a pas bougé (5% et 40% dans mes deux exemples). Au final, chaque mètre carré de capteur solaire produira une énergie 1 avec un rendement de 5%, et une énergie 8 avec un rendement de 40%. Mais le prix du capteur sera très différent.
J’ajoute pour finir, qu’un panneau ne produit le maximum possible que s’il poursuit le soleil en continu. Vous savez, le fameux cosinus de l’angle avec la direction du soleil. C’est d’autant plus nécessaire que le facteur de concentration est fort. Pour la poursuite — l’art du grand cosinus—, Cool Earth propose une solution (la gestion de l’air du ballon) qui semble peu onéreuse, à défaut d’être parfaite.
Le secret d’un solaire à concentration est donc bien dans la définition d’un compromis entre le prix du silicium, le prix du concentrateur et celui du système de porusuite. C’est là dessus que travaille Cool Earth. Si effectivement ils peuvent produire de la puissance installée à un dollar le watt, cela commencera vraiment à devenir une source d’énergie intéressante, d’autant plus que le pays est ensoleillé, bien sûr.
Au passage, pour apporter ma pierre au débat sur la production de CO2 et de déchets des panneaux solaires entre Tilleul et BMD, avouez que diviser par deux cent la quantité de silicium en le remplaçant par du PET (recyclable) et quelques grammes d’aluminium, non moins recyclable… Chacun en a chez lui de quoi produire des dizaines ou des centaines de capteurs-ballon…
Pour info, je ne détiens pas d’action des startup dont je vous parle. Je vous informe des technologies qui me paraissent intéressantes (ou inutiles). Alors si BMD veut un stage, il faudra qu’on s’y mette tous. Parce que je rappelle à tous que le quasi-mi-temps que je consacre à ce site est 100% bénévole… Et que je suis freelance, donc l’argent ne tombe pas quand je mange, je dors ou je m’occupe d’Effets de Terre.
@DDq, merci pour ces explications. On s’en doutait, mais c’est mieux de dire les choses que de laisser croire au pigeon vert que le miracle s’est produit. Un détail cependant: si le rendement est de 5 %, ou de 40 %, où se retrouve l’énergie perdue? En chaleur je suppose? Et cette chaleur, énorme dans le cas de cellules à concentration, comment l’évacue-t-on?
Dans un capteur « ordinaire », une bonne partie des pertes de rendement sont liées à la réflexion sur la surface. Le reste est transformé en chaleur. C’est bien tout le problème des cellules qui sont placées dans les capteurs à concentration (lentilles de Fresnel, miroirs, etc.)? Mais dans les capteurs à haut rendement, l’échauffement est limité d’autant.
Ce qui parait intéressant dans les travaux de Coolearth c’est que le système de gestion pneumatique de la forme du concentrateur sert également à évacuer la chaleur à l’extérieur. Mais encore une fois, ce système malin et prometteur demande encore une démonstration de grande ampleur pour prouver les dires de ses créateurs. En tous les cas, cela montre combien la recherche sur le solaire électrique a encore de grandes marges de progression.
>Ce qui parait intéressant dans les travaux de Coolearth c’est que le système de gestion pneumatique de la forme du concentrateur sert également à évacuer la chaleur à l’extérieur.
Je crois plutôt que c’est là qu’est la faille du système.
Comme tu le notes plus haut, l’essentiel du coût d’un capteur traditionnel c’est le silicium. Ici on ajoute un concentrateur qui divise par 200 « ou 300 » la quantité de silicium. Le concentrateur est fait de matériaux usuels peu dispendieux, on devrait donc s’attendre à une amélioration de la rentabilité du même ordre. Or quand on y regarde de plus près, ils espèrent « seulement » un facteur 10.
Traduction: le silicium représente 5% des coûts, contre à peu près 100% pour un capteur simple. Bref, il y a indubitablement une information manquante. Je ne suis pas dans le secret des dieux, mais ça me semble difficile d’expliquer ça uniquement par le coût du concentrateur: mon pari serait plutôt que la chaleur tend à vieillir les capteurs d’un facteur 10. Cela expliquerait également cette curieuse imprécision dans le 200 « ou 300 ».
Il y a évidemment des coûts quelque part. Mais vous me faites sourire. Alors que beaucoup pensaient il y a encore quelques années qu’il y aurait peu de marge de progression pour le solaire photovoltaïque, vous avez là des petits malins qui viennent de gagner un facteur dix sur le prix de revient. S’ils ont raison, et si leur démonstrateur marche, ils auront une électricité quasi compétitive avec le pétrole et le gaz…
>vous avez là des petits malins qui viennent de gagner un facteur dix sur le prix de revient.
Ce serait génial, et probablement suffisant pour que je ne sois plus pro-nucléaire. Par contre tu devrais faire la différence entre « des petits malins qui espèrent avoir gagné un facteur 10 en rentabilité » et « des petits malins qui ont gagné … ». Le principe de réalité donc. Attention, c’est à cause de lui que je suis pro-nucléaire.