Électricité

Les buts des nouvelles technologies électriques sont généralement de :

• Réduire l’utilisation des autres sources d’énergie (qui peuvent être plus négatives sur l’environnement).
  
• Réduire les hautes tours de transmission et toutes ces entorses faites au paysage.
  
• Réduire l’utilisation des grilles (support conducteur utilisé dans les accumulateurs au plomb pour soutenir la matière active et conduire le courant).
  
• Fournir le pouvoir électrique là où il n’existe pas encore.

L’électricité des technologies d’énergie renouvelable, comme les éoliennes et la photovoltaïque, requièrent une batterie en réserve, mais aucun branchement sur un réseau électrique. Ces nouvelles technologies peuvent être très économiques surtout dans les régions éloignées. Quelquefois le soleil s’avère être la seule source d’énergie. Généralement, une génératrice est disponible comme autre moyen d’appoint.

1. Éolienne
   Essentiellement, l’énergie provenant du vent est utilisée pour activer un turbomoteur et cette turbine à son tour alimente une génératrice. Comme ce mécanisme produit un courant direct (DC) un inverseur est nécessaire pour convertir le pouvoir DC à un courrant alternatif (AC) afin de permettre l’utilisation de la plupart des appareils électriques, l’éclairage et les équipements.
   Un turbomoteur à vent qui possède des lames de moins de 1 m produit moins de 1 kilowatt, mais il peut suffire pour la pompe ou l’éclairage. L’éolienne de 5 à 8 M de diamètre peut produire de 5 à 10 kilowatts et fournira assez d’électricité pour un gîte de 2 ou 3 chambres en plus de celle pour la résidence du propriétaire.
   
   L’emplacement d’une éolienne influencera grandement sa performance. Sa hauteur est directement reliée à son rendement énergétique. L’éolienne a un impact très minime sur l’environnement. Elles ne sont habituellement pas situées autour de la structure maîtresse du site, mais dans des endroits plus élevés où un vent adéquat peut les faire fonctionner à longueur d’année.
   
   L’énergie produite par le vent augmente au cube de la vitesse du vent (2 x X = 8X). Pour envisager d’utiliser l’énergie éolienne, vous avez besoin de référence d’une lame de 10 mètres, et 6 m/sec de vitesse du vent (sur une base annuelle). L’efficacité en termes de coût et de performance augmente avec la grandeur de la turbine. Ces critères vous donneront une bonne performance et fourniront 3 460 kW/h annuellement avec une turbine d’un kilowatt. Ce qui signifie une diminution de dioxyde de carbone de 1,6 tonnes annuellement. En 2001 à travers le monde, il existait 12,6 millions de maisons qui utilisaient en moyenne 5 kilowatts par résidence fonctionnant avec une capacité de vent à 30 %.
   
   Les coûts d’installation sont de 2 000 $ à 20 000 $ CDN par kilowatt. Le coût du kilowattheure pour une petite turbine est approximativement 20 à 30 cents CDN basé sur le coût du capital et l’entretien de l’éolienne pour sa durée de vie.
   
   Avant de choisir l’utilisation de l’énergie produite par le vent, vous devez vous assurez d’une bonne source de vent, bien localiser l’éolienne de façon a éviter toutes obstructions et généralement la placer assez loin de votre bâtiment (à cause de la vibration et des interférences dans la circulation du vent). Assurez-vous aussi du coût du kilowattheure auprès de différents fournisseurs, quand c’est possible, afin de déterminer la période de remboursement.
   
   
2. Photovoltaïque
   La photovoltaïque est essentiellement composée d’un panneau de cristal de silice orienté et incliné vers le soleil pour en convertir les rayons à l’électricité DC. Les panneaux sont solides, simples et demandent très peu d’entretien. Ils sont généralement superposés en rangées, sur un mur face au sud ou un toit orienté sud et incliné de 45 à 90 degrés (dépendant de la latitude).
   
   Mondialement, en 2001, il y avait plus de 660 000 installations générant 5 000 kilowatts par maison. Et cela ne cesse de croître depuis ce temps. La performance totale du photovoltaïque fournit une production de 100 watts par m² de panneau pour approximativement 10 000 $ /KW. Cependant, les prix descendent rapidement. L’équipement pour produire un kilowatt est plus dispendieux que les éoliennes. Toutefois, sur un cycle de vie de 30 ans des panneaux, un kilowattheure coûte en moyenne 30 cents CDN.
   
   Lorsqu’il y a utilisation du photovoltaïque, les panneaux peuvent être intégrés à la bâtisse ou attachés séparément sur l’édifice. L’orientation et la prévention contre l’ombre sont importantes. Généralement, un deuxième système est requis comme une génératrice pour les périodes de l ‘année où les rayons du soleil sont rares. Les heures de lumière au Maroc sont excellentes. Comme la photovoltaïque requiert aussi une batterie d’entreposage, elle peut être jumelée avec une turbine éolienne.
   
   

La technologie présente certains inconvénients :

• L'encombrement spatial est important, il correspond à une sphère d’un diamètre égal à celui de l’hélice, reposant sur un cylindre de même diamètre. Un mât de hauteur importante est nécessaire pour capter un vent le plus fort possible.
  
• Le vent doit être le plus régulier possible, et donc interdit des implantations en milieu urbain ou dans un relief très accidenté.
  
• Une pale de 40 mètres qui décrirait une rotation par seconde verrait son extrémité avancer à une vitesse de 250 m/s, soit environ 900 km/h. C'est la raison qui explique le bruit aérodynamique des pâles et une des raisons de la mise en arrêt des éoliennes par vent fort. Dans la pratique les pales des grandes éoliennes ne dépassent jamais une vitesse de l'ordre de 100 m/s à leur extrémité. En fait, plus l'éolienne est grande, et moins le rotor tourne vite (moins de 10 tours/minute pour les grandes éoliennes offshore).
  
• La production énergétique dépend directement de la force du vent, indépendamment des besoins, il faut donc prendre en compte l'évolution journalière ou saisonnière de la courbe de charge, voire le stockage de l’énergie produite.
  

Les nouvelles éoliennes en cours de développement permettent d'aboutir à une technologie qui s’affranchit du bruit, de l’encombrement et de la fragilité des éoliennes à pales, tout en étant capables d’utiliser le vent quelle que soit sa direction et sa force.

Ils peuvent s'installer sur des supports fixes au sol ou sur des systèmes mobiles de poursuite du soleil, dans ce dernier cas la production électrique augmente d'environ 30 % par rapport à une installation fixe. La plupart des installations fixes se font actuellement plutôt sur les toîts des logements ou des bâtiments, soit en intégration de toiture, soit en surimposition.

Un panneau solaire n'est qu'exceptionnellement exactement face au soleil puisque la terre tourne sans arrêt et que l'inclinaison du soleil par rapport au panneau évolue en permanence. Au cours d'une journée sans nuage la production électrique du panneau varie également en permanence en fonction de la position du soleil et n'est jamais à son maximum sauf au bref passage du plein midi. La production en fin de journée est donc une somme de productions partielles. Par temps couvert, donc en l'absence de soleil, la luminosité ambiante, alors que le soleil est caché, permet quand même une toute petite production électrique, et ces petites productions additionnées finissent par faire des kWh. En fin d'année à partir du total de la production électrique on obtient le nombre d'heures d'équivalent plein soleil de l'année qui n'a rien à voir avec le nombre d'heures d'ensoleillement au sens météo. Le nombre d'heures d'ensoleillement vu par les services météo ou les climatologues n'est pas de la même nature. Soit il y a du soleil soit il n'y en a pas.

Avant de s'équiper en panneaux photovoltaïques, il est intéressant de savoir ce qu'on peut en tirer au lieu géographique qui nous concerne.