Comprendre une nouvelle idée: rendra-t-elle les énergies alternatives populaires et contribuera-t-elle à économiser de l'électricité?
TUILES MIRACLE
Elon Musk a annoncé le début de la prise de commandes … de tuiles solaires. Cette proposition a fait exploser la cervelle de millions de propriétaires à travers le monde et entraîne une révolution sur le marché de la construction. Parce que maintenant, pour le même prix, vous pouvez soit simplement acheter un toit, soit acheter le même toit, mais qui produit aussi de l'électricité. Les carreaux solaires coûtent à peu près le même prix que les carreaux de céramique standard. Des calculs fantastiques sont publiés sur le site Web de Tesla Motors, l'idée préférée d'Elon Musk. Pendant 30 ans (tant que la garantie est valide), le toit solaire d'une maison standard peut générer de l'électricité pour 52 900 $ (voir schéma). Cela suffit pour installer un PowerWall super-accumulateur (il faut stocker des kilowatts solaires quelque part) et se sentir comme une personne absolument libre! Désormais, vous ne dépendez plus des entreprises,qui vous vendent du gaz, du chauffage et de l'électricité. Vous recevrez presque tous les avantages de la civilisation gratuitement!
Le schéma d'une batterie solaire unique. Photo: DMITRY POLUKHIN / kp.ru
L'ÉCONOMIE SERA PROFONDE
Comment ça fonctionne? Quel type de savoir-faire Musk a-t-il utilisé? Avec ces questions, nous nous sommes tournés vers Pavel Troshin, professeur à l'Institut des sciences et technologies de Skolkovo (Skoltech).
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- En principe, il n'y a pas de révolution technologique ici, - explique Pavel Anatolyevich. - Il est basé sur des panneaux solaires HIT, fabriqués par Panasonic. L'idée d'utiliser des panneaux comme matériau de toiture pour les maisons privées n'est pas non plus nouvelle. Mais ces projets n'ont pas reçu beaucoup de distribution. La nouveauté de l'approche de Musk est qu'ils ont fabriqué des panneaux solaires sous forme de tuiles. C'est confortable. Parce que les avantages sont assez bons: nous économisons à la fois sur le matériel et sur le travail. Parce que dans le schéma standard, nous couvrons d'abord le toit avec des tuiles ou un autre matériau standard, puis nous fixons des panneaux solaires sur le dessus, qui se tiennent décemment et pèsent beaucoup, ce qui alourdit toute la structure …
Musk dit que cette décision rendra la technologie solaire populaire. Après tout, les panneaux solaires sont désormais plus amusants pour les techniciens ou les fans d'énergie verte
- Ici, tout est résolu par un simple calcul. Dans la plupart des régions, nous avons 12 heures de lumière du jour avec un rendement lumineux moyen de 50% de la puissance de pointe. Si le toit est de 20 m2 m de panneaux (selon les statistiques, c'est la surface moyenne installée sur les maisons aux États-Unis), nous obtenons 2 kilowatts - c'est la puissance d'une bouilloire moyenne ou d'un chauffage électrique faible. Nous pouvons accumuler environ 20 kWh par jour. La question est: est-ce suffisant ou pas? Si pour chauffer la maison, alors certainement pas assez.
Attendez, mais 20 mètres est un très petit toit, et si vous pavez 100 mètres - avec des tuiles?
- Premièrement, le toit a un côté ensoleillé et non ensoleillé, où il est inutile d'installer des panneaux. Deuxièmement, si vous avez un toit de 100 mètres, la superficie de la maison est de 200 à 300 mètres. Par conséquent, les coûts de chauffage augmentent proportionnellement. En termes de production d'énergie, il n'y a pas de différence fondamentale entre une maison à panneaux plats et une maison à tuiles solaires (la différence, comme nous l'avons dit plus haut, est que vous économisez sur les matériaux et la main-d'œuvre. - N. D. E.). Dans le meilleur des cas, c'est la même efficacité de 20% et la même surface. Parce que Musk n'a jamais été en mesure de résoudre le problème principal …
Laquelle?
- Il s'agit bien sûr du stockage d'énergie.
Et les super-accumulateurs de Musk?
- L'accumulation d'électricité dans les batteries lithium-ion est la technologie la plus courante et encore très coûteuse. Garantie lithium
les batteries ioniques ne dépassent pas plusieurs années. Et le coût total est souvent supérieur au prix des panneaux solaires. Les panneaux fonctionneront pendant 20 et 30 ans et les variateurs devront être remplacés dans 5 ans. Le problème de la conservation de l'énergie conduit au fait que l'autonomie d'une telle maison devient très conditionnelle - vous vous «accrochez toujours au réseau».
Qu'est-ce que ça veut dire?
- Les panneaux solaires sont activement utilisés et sont rentables dans les pays où l'énergie solaire ne peut pas être stockée, mais téléchargée dans le réseau électrique général. Dans la journée, quand tout le monde est au travail et que personne n'est à la maison, nous produisons de l'énergie avec des panneaux solaires, la pompons dans le réseau et sommes payés pour cela. Le soir, nous le prenons sur le réseau, mais payons moins d'argent. Ce tarif vert dit préférentiel est utilisé dans plusieurs pays pour stimuler le développement de l'énergie solaire. Mais en Europe, ce tarif est annulé depuis plusieurs années.
Pour quelle raison?
- Parce que, par exemple, en Allemagne par temps ensoleillé et venteux, les énergies alternatives génèrent plus d'énergie que le pays ne peut en consommer. Et plus qu'elle ne peut s'accumuler dans les systèmes de stockage d'énergie existants. Cela s'avère être une situation absurde - l'Allemagne est obligée de drainer de l'énergie à l'extérieur du pays et de payer également un supplément à ses voisins pour prendre cette électricité. Comme je l'ai dit, le paradoxe de l'énergie alternative, du moins en Europe, est qu'elle se heurte au problème du stockage de l'énergie. Aujourd'hui, la seule option bon marché pour stocker de l'énergie à l'échelle industrielle est de prendre un lac de montagne et d'y pomper de l'eau lorsque vous avez un excès d'énergie. Si cette énergie doit être récupérée, l'eau du lac descend vers la turbine, et elle génère à nouveau de l'énergie. Mais c'est clairqu'il n'y a pas beaucoup de ces endroits en Allemagne ou ailleurs en Europe.
Êtes-vous sceptique sur l'énergie solaire?
- Pas vraiment. Pendant environ 100 ans d'utilisation active, l'humanité a épuisé plus de la moitié de ses réserves d'hydrocarbures fossiles. Pourquoi? Tout simplement parce que plus de 50% de l'énergie mondiale est produite par la combustion de pétrole et de gaz, 30% supplémentaires à partir du charbon, l'énergie nucléaire représente environ 7% et la contribution totale des sources d'énergie alternatives ne dépassera probablement pas 2%. Si nous ne modifions pas le taux de consommation des ressources, dans 100 à 150 ans, nous brûlerons toutes les réserves d'hydrocarbures. Par conséquent, la transition vers les énergies alternatives est inévitable. Mais, de mon point de vue, les solutions locales telles que les tuiles solaires ne changeront pas fondamentalement la donne. L'avenir appartient aux systèmes de stockage efficaces pour de grandes quantités d'énergie et aux grandes centrales solaires. Un bon exemple est une centrale électrique qui a été récemment ouverte à Dubaï. Il produit de l'électricité à un coût d'environ 4 à 5 cents le kilowatt. C'est moins cher que d'obtenir de l'énergie à partir de sources fossiles.
QU'EST-CE QU'EN RUSSIE?
Skolkovo invente une batterie "populaire"
Une peau de mouton solaire vaut-elle la chandelle sous nos latitudes?
Contrairement à la croyance populaire selon laquelle le temps en Russie est trop sombre pour de telles entreprises, le soleil brille de la même manière pour tout le monde.
«Vous savez que l'Allemagne est l'un des fleurons de l'énergie alternative», déclare le professeur Troshin. - Dans le même temps, en termes d'insolation moyenne, l'Allemagne et la bande médiane de la Russie sont assez comparables. Mais en Russie, il y a beaucoup de ressources naturelles et les gens ne pensent pas à ce qui se passera dans 100 ans. Le revers de la médaille est qu'en Russie, une partie importante du territoire au-delà de l'Oural ne dispose pas d'électrification centralisée. Les énergies alternatives présentent des avantages indéniables pour ces régions.
En général, l'émergence de technologies fondamentalement nouvelles peut changer la donne. Je ne parle pas d'Elon Musk ici. Il existe certains développements liés à la pérovskite (un minéral de terre rare découvert en Russie - N. D. E.) Les batteries solaires, qui sont actuellement activement étudiées dans le monde entier, et nous les développons également activement chez Skoltech. Ce savoir-faire permettra de réduire plusieurs fois le coût des panneaux solaires par rapport au silicium, tout en maintenant leur efficacité. Si cette technologie entre effectivement sur le marché, elle peut alors concurrencer les sources d'énergie fossile traditionnelles.
YAROSLAV KOROBATOV
