Les énergies renouvelables sont ces énergies dont les sources sont presque inépuisables. Par exemple, le vent et l'eau sont utilisés depuis des milliers d'années, et nous les utilisons toujours sans qu'ils s'épuisent ou aient un long temps de récupération.
Formes d'énergie
Énergie mécanique (puissance du moteur, vitesse de déplacement), les sources
d'énergie sont : gravité, muscle, vent, eau, vapeur (pression), chaleur,
moteurs électriques et voitures.
L'énergie thermique (chaleur, annulations de dettes thermiques), les sources
d'énergie sont : soleil, combustion du bois, combustibles fossiles
(charbon, pétrole, gaz) ou autres produits riches en carbone (alcool, huiles,
etc.), électricité (effet Joule), nucléaire (dans les centrales électriques).
Électricité, les sources d'énergie sont : foudre, électricité
statique, batteries, groupes électrogènes (dynamos, alternateurs), centrales
hydroélectriques, centrales nucléaires, éoliennes.
Énergie lumineuse, les sources d'énergie sont : le soleil, les lampes,
le feu, le gaz.
Énergie potentielle chimique,
les sources d'énergie sont : matières organiques (végétales et animales),
aliments, produits chimiques réactifs, combustibles fossiles : charbon, gaz,
cuivre.
L'énergie hydraulique
Définition: L'énergie hydraulique est une énergie fournie par le mouvement de l'eau, sous toutes ses formes : chute, courant marin, marée, vagues, cours d'eau. Ce mouvement peut être utilisé à l'aide d'un moulin à eau, ou plus fréquemment il peut être converti en électricité dans une centrale hydroélectrique.
Antiquité : La machine principale qui utilisait la
puissance des courants comme source d'énergie dans l'antiquité s'appelle Noria.
C'est une roue avec de grandes palettes (palettes en métal ou en bois)
installée sur un ruisseau et entraînée par l'électricité, et attachée à cette
roue est une série de seaux qui montent et versent de l'eau dans un aqueduc
associé pour la distribution.
Âge moyen: Les
premiers moulins à eau ont été construits par les Grecs vers 300-250 avant JC,
qui consistaient en une roue d'entraînement horizontale immergée dans l'eau.
Âge moderne: ce n'est qu'au 19ème siècle que les roues
hydrauliques ont été utilisées pour produire de l'électricité. À la fin du
siècle, la turbine remplacera la roue hydraulique et les premiers barrages
apparaîtront.
Époque contemporaine : Actuellement, il existe différents types de
centrales hydroélectriques en fonction de la hauteur de la cascade et du volume
de l'alimentation en eau:
- les centrales gravitaires qui profitent de l'écoulement de l'eau le long
d'une pente dans le sol. On distingue les usines lacustres (plus de 300 m de
haut), les usines éclusières (entre 25 et 300 m) et les usines fluviales (moins
de 25 m).
- les stations de transfert d'énergie de pompage qui, en plus de produire
de l'énergie à partir du débit naturel, comprennent un mode de pompage qui
permet le stockage de l'énergie produite par d'autres types de centrales lorsque
la consommation est faible, par exemple la nuit, pour la redistribuer en
fonctionnement turbine lors des pics de consommation.
- les centrales marémotrices de grande puissance qui utilisent l'énergie du
mouvement des mers, qu'il s'agisse du flux alternatif des marées (énergie
marémotrice au sens strict), des courants marins permanents (hydroliennes au
sens strict) ou du mouvement des vagues.
L'énergie éolienne
Définition: L'énergie éolienne provient du vent produit en continu sous l'action du rayonnement solaire. C'est donc une énergie renouvelable.
Antiquité : Dans les temps anciens, l'énergie éolienne n'était utilisée que pour propulser les bateaux. Les premières traces de cuves de papyrus ou de coton se trouvent en Egypte. Le moulin à vent n'est connu qu'au 7ème siècle après JC. et apparaît en Perse.
Âge moyen : Les premiers moulins à vent sont signalés en Europe à la fin du IXe siècle en Angleterre. L'eau et le vent resteront les principales sources d'énergie pendant des siècles et les techniques, notamment hydrauliques, feront l'objet de recherches et d'améliorations continues.
Âge moderne : Les premières éoliennes sont apparues au 19e siècle aux États-Unis et servaient à pomper de l'eau. Ils sont constitués d'un pilier surmonté d'un axe horizontal autour duquel plusieurs pales sont fixées. Le vent fait tourner les pales et grâce à un système bielle-manivelle, le mouvement de rotation se transforme en un mouvement de va-et-vient qui permet d'actionner un piston qui aspire l'eau.
Époque contemporaine : L'emplacement des éoliennes doit donc tenir compte de la vitesse moyenne du vent ainsi que de sa direction afin d'avoir le meilleur rendement possible. La capacité d'une éolienne à produire de l'énergie est appelée puissance et s'exprime en watts. Actuellement, il existe de petites éoliennes pouvant générer 400 W et de grandes éoliennes industrielles pouvant avoir une capacité allant jusqu'à 5 MW (= 50 000 000 W).
L'énergie solaire
Dès le début de l'époque moderne, l'acquisition par l'homme d'une nouvelle
source d'énergie a été un facteur fondamental du développement de la société.
La chronologie de la capture de l'énergie solaire avec des cellules solaires
commence au 19ème siècle quand il a été observé que la présence de la lumière
du soleil est capable de générer de l'électricité qui peut être utilisée dans
diverses applications.
1797 - Le premier capteur solaire
En 1797, un scientifique suisse
nommé Horace-Benedict de Saussure a créé le premier capteur solaire - une boîte
isolée recouverte de trois couches de verre pour absorber la chaleur. La boîte
Saussure est devenue connue comme le premier four solaire, atteignant des
températures de 230 degrés Fahrenheit.
1958 - L'utilisation de l'énergie solaire dans l'espace
L'énergie
solaire a été utilisée dans des équipements tels que des satellites et des
stations spatiales pour explorer l'espace. Ce fut la première utilisation
commerciale de l'énergie solaire.
1982 - Véhicules solaires
En 1982, la première industrie australienne de voitures électriques à
énergie solaire s'est développée.
2015 - L'évolution de l'énergie
solaire continue...
Il semble que la demande
d'énergie solaire soit encore élevée, y compris en Roumanie. La demande devrait
doubler dans les 20 prochaines années. Cela signifie que d'importants
investissements seront nécessaires dans le secteur. Sur le plan technologique,
des systèmes de conception avancés ont été mis en place afin d'obtenir des systèmes
fiables et performants, optimisés pour minimiser les coûts.
L'énergie biomasse
Définition : La biomasse est le produit de la
photosynthèse des plantes. Cette réaction photochimique transforme et stocke
l'énergie solaire sous forme d'énergie chimique.
Dans le domaine de l'énergie, et plus
particulièrement des bioénergies, le terme biomasse désigne toute matière
organique d'origine végétale (y compris les algues), animale ou fongique
pouvant devenir une source d'énergie par combustion (par exemple bois énergie)
après digestion anaérobie (biogaz). ) ou après de nouvelles transformations
chimiques (biocarburant ou agrocarburant).
Bio = matière vivante, masse ; La biomasse est une
masse de matière organique d'origine biologique.
Une petite histoire sur la biomasse :
L'utilisation de la biomasse comme source de lumière et de chaleur remonte à la préhistoire grâce à l'utilisation du bois pour le chauffage et l'éclairage. C'est la première source d'énergie exploitée depuis des millénaires jusqu'à la découverte du charbon et d'autres énergies fossiles.
A la fin du XIXe siècle, lorsque l'industrie automobile est née, les motoristes se sont tournés, entre autres, vers ce qu'on n'appelait pas encore les biocarburants : Nikolaus Otto, l'inventeur du moteur à combustion interne, l'avait conçu pour fonctionner à l'éthanol. . Rudolf Diesel, l'inventeur du moteur qui porte son nom, conduisait ses voitures avec de l'huile d'arachide. La Ford T (produite entre 1903 et 1926) fonctionnait à l'alcool.
Il y a aussi la possibilité de valoriser la biomasse :
Sous forme de chaleur (bioénergie)
La valorisation énergétique de la biomasse se fait principalement par combustion. Une partie de la chaleur produite peut être convertie en énergie mécanique par un moteur. Si le moteur est connecté à un générateur électrique, de l'électricité est produite.
Une autre façon de récupérer la biomasse est de brûler du bois. L'énergie chimique du bois est libérée par la combustion sous forme de chaleur et utilisée directement pour le chauffage ou la production d'électricité. Le bois est utilisé comme source de chauffage sur tous les escaliers de la planète. Cependant, les inconvénients de cette évaluation sont les coûts et l'impact du transport pour amener le bois là où la ressource fait défaut, ainsi que le risque de contribuer à la déforestation ou à la surexploitation des forêts ou encore à l'accaparement des terres pour y récolter la production de bois.
En réduisant le risque.
Comment pouvons-nous réduire le risque?
Si la surface forestière reste constante et que la quantité prélevée est plus ou moins remplacée, alors l'utilisation n'aggrave pas la déforestation et a peu d'impact sur l'effet de serre. En effet, lors de la combustion du bois, du CO2 est libéré et de l'oxygène est absorbé, tandis que lors de la photosynthèse, du CO2 est absorbé par les plantes qui l'utilisent pour construire leurs composants (racines, feuilles, etc.), et ce processus libère de l'oxygène dans le atmosphère.
Par conversion de biomasse biologique
En compostant/convertissant la biomasse, nous pouvons utiliser le compostage.
Le compostage est un processus biologique simple et naturel par lequel les matières organiques (déchets verts ou de jardin, déchets de cuisine et déchets de table) se décomposent sous l'action de micro-organismes.
En combinant les bonnes conditions d'aération, le bon taux d'humidité et la bonne température, avec une recette équilibrée d'ingrédients à base de carbone (C) et d'azote (N), le compostage permet d'obtenir un amendement organique riche en composés fertilisants.
Ce compost est un terreau utile pour le jardinage (aussi bien dans les jardins que pour les plantes d'intérieur). Mais attention, le compostage dégage de grandes quantités de méthane, un gaz dont le pouvoir calorifique est 21 fois supérieur à celui du CO2. La décomposition de la matière organique produit également du CO2, mais c'est une sorte de retour de gaz qui a été capté lors du développement de la plante. Le compostage affecte plus ou moins la production de méthane ou de gaz carbonique : en mélangeant souvent ou en petits tas, on favorise la production de CO2.
Sous forme de carburants (biocarburants)
Un biocarburant est un carburant produit à partir de matières premières végétales. Il existe actuellement deux flux principaux :
- la filière pétrole et dérivés, comme le biodiesel
- chaîne alcool, sucres hydrolysés, amidon, cellule ou lignine.
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