À propos de l'énergie solaire : Énergie solaire contre énergie hydraulique

L'évaluation globale d'une source d'énergie n'est pas seulement basée sur son degré de propreté ; il doit également être fiable, accessible et abordable.

Tous ces facteurs ne peuvent pas être catégorisés avec précision.

Par exemple, le pétrole a tendance à être relativement abordable aux États-Unis, mais c'est en partie parce que le gouvernement subventionne les industries des combustibles fossiles.

De même, alors que l'énergie éolienne, l'énergie solaire et l'hydroélectricité ont tendance à être relativement chères, leur coût diminue régulièrement depuis des années à mesure que leur utilisation augmente.

La principale différence entre l'hydroélectricité et l'énergie solaire réside dans le fait que l'hydroélectricité est un type d'énergie qui utilise de l'eau pour générer de l'énergie, tandis que l'énergie solaire utilise la lumière du soleil pour générer de l'énergie.

Ces deux Énergies sont également différentes dans leur génération et les utilisent pour produire de l'Électricité.

Regardons entre les deux.

• Différence de coût

• Production

• Fiabilité

• Impact environnemental

• Utilisation dans de petits appareils portables

• Adéquation

• Durée de vie

• Effet du climat

• La pollution

Différences entre les coûts de l'énergie solaire et de l'énergie hydraulique

Dans l'énergie solaire, le coût initial élevé est l'un des plus gros inconvénients des systèmes de panneaux solaires.

En avril 2021, le coût moyen de l'énergie solaire aux États-Unis était d'environ 2,85 $ par watt.

Ainsi, un système de panneaux solaires de 6 kW vous coûterait environ 17 100 $ en moyenne avant l'application du crédit d'impôt fédéral.

Le coût réel d'un système solaire variera selon l'État et les incitations auxquelles vous êtes admissible.

Heureusement, il existe des options de financement solaire disponibles.

Dans de nombreux cas, vous pouvez bénéficier d'un prêt solaire sans mise de fonds, ce qui vous permet de continuer à économiser de l'argent sur votre facture d'électricité et de profiter des avantages de posséder un système solaire.

En hydroélectricité, la construction de tout type de centrale électrique coûte cher - les centrales hydroélectriques peuvent coûter jusqu'à 580 $ par kilowatt à construire, et elles varient généralement de 10 MW à 30 MW (où un MW équivaut à 1 000 kilowatts).

Cela signifie que le coût initial de construction d'une centrale hydroélectrique peut atteindre des millions de dollars.

Par rapport à la baisse des prix des installations solaires, par exemple, l'hydroélectricité est un projet renouvelable plus difficile à financer.

En termes de coûts de production, l'hydroélectricité détient un avantage important par rapport à l'énergie solaire.

Le département américain de l'Énergie considère l'hydroélectricité comme la forme d'énergie renouvelable la plus courante et la moins chère aux États-Unis.

L'hydroélectricité représente 6 pour cent de toute la production d'énergie des États-Unis et 70 pour cent de toute l'énergie renouvelable produite aux États-Unis.

Les installations solaires ont tendance à coûter beaucoup plus cher.

Par exemple, 1 mégawattheure d'électricité coûte 90,3 $ en dollars de 2011 pour produire à l'aide de l'hydroélectricité, ou 144,30 $ pour générer à l'aide de capteurs solaires, selon l'Energy Information Administration des États-Unis.

Production

Lors de la production d'hydroélectricité, des turbines sont utilisées pour convertir l'énergie cinétique de l'eau en mouvement en hydroélectricité.

Une turbine hydraulique convertit l'énergie de l'eau qui coule en énergie mécanique.

Un générateur hydroélectrique convertit cette énergie mécanique en électricité.

Le fonctionnement d'un générateur est basé sur les principes découverts par Faraday.

Il a découvert que lorsqu'un aimant passe devant un conducteur, il fait circuler de l'électricité.

Dans un grand générateur, les électro-aimants sont fabriqués en faisant circuler un courant continu dans des boucles de fil enroulé autour d'empilements de tôles magnétiques en acier.

Ceux-ci sont appelés pôles de champ et sont montés sur le périmètre du rotor.

Le rotor est fixé à l'arbre de la turbine et tourne à une vitesse fixe.

Lorsque le rotor tourne, les pôles de champ (les électro-aimants) passent devant les conducteurs montés dans le stator.

Ceci, à son tour, fait circuler l'électricité et une tension se développe aux bornes de sortie du générateur

L'énergie solaire est obtenue en utilisant des plaques solaires qui captent l'énergie de la lumière du soleil et la convertissent en énergie solaire.

Le rayonnement solaire peut être converti directement en électricité par des cellules solaires (cellules photovoltaïques).

Dans de telles cellules, une petite tension électrique est générée lorsque la lumière frappe la jonction entre un métal et un semi-conducteur (comme le silicium) ou la jonction entre deux semi-conducteurs différents.

La puissance générée par une seule cellule photovoltaïque n'est généralement que d'environ deux watts.

Cependant, en connectant un grand nombre de cellules individuelles, comme dans les réseaux de panneaux solaires, des centaines voire des milliers de kilowatts d'énergie électrique peuvent être générés dans une centrale électrique solaire ou un grand réseau domestique.

L'efficacité énergétique de la plupart des cellules photovoltaïques actuelles n'est que d'environ 15 à 20 pour cent, et, comme l'intensité du rayonnement solaire est faible, pour commencer, des assemblages importants et coûteux de telles cellules sont nécessaires pour produire des quantités d'énergie même modérées.

Fiabilité

Le monde est doté d'une abondante énergie solaire gratuite.

En utilisant les déserts et les terres agricoles du pays et en profitant de 300 à 330 jours de soleil par an, le monde pourrait facilement générer 50 000 milliards de kilowattheures d'énergie solaire.

L'énergie solaire est l'une des technologies d'énergie renouvelable qui connaît la croissance la plus rapide et, sur une période relativement courte de cinq ans, nous avons constaté une forte baisse (plus de 60 %) du coût d'investissement et des tarifs de l'énergie solaire photovoltaïque.

Dans un contexte d'augmentation des coûts de l'énergie conventionnelle, de préoccupations concernant la disponibilité et la fiabilité de l'électricité du réseau et la faisabilité commerciale à long terme de l'énergie solaire, les consommateurs commerciaux et industriels installent une technologie solaire sur les toits pour répondre à leurs besoins captifs.

Investir dans l'énergie solaire aide également les entreprises à respecter leur initiative de responsabilité sociale d'entreprise ainsi que des gains commerciaux à long terme.

Le monde est sur le point de devenir une force mondiale dans l'industrie de l'énergie solaire, et les régimes réglementaires émergents et les prix de pointe élevés rendent cette opportunité réelle et attrayante.

L'énergie solaire pourrait présenter une solution rapidement évolutive pour les applications en réseau et hors réseau, certains des Avantages de l'énergie solaire sont la facilité d'accès à l'électricité, une source d'énergie renouvelable, la réduction des factures d'électricité, etc.

L'hydroélectricité est une source d'énergie plus fiable que l'énergie solaire car elle dispose d'un approvisionnement constant en énergie, tandis que l'énergie solaire est une source d'énergie intermittente avec des périodes où l'approvisionnement en énergie est interrompu, comme la nuit et par temps couvert.

Pour qu'un projet d'énergie solaire à grande échelle fonctionne, il a besoin d'un approvisionnement énergétique supplémentaire pour servir de source de secours et pour aider lorsque la demande est élevée et l'offre faible.

Impact environnemental

Le soleil fournit une ressource formidable pour générer de l'électricité propre et durable sans pollution toxique ni émissions de réchauffement climatique.

Les impacts environnementaux potentiels associés à l'utilisation de l'énergie solaire - l'utilisation des terres et la perte d'habitat, l'utilisation de l'eau et l'utilisation de matières dangereuses dans la fabrication - peuvent varier considérablement selon la technologie, qui comprend deux grandes catégories : les cellules solaires photovoltaïques (PV) ou les panneaux solaires à concentration Centrales thermiques (CSP).

L'échelle du système, allant des petits panneaux photovoltaïques distribués sur les toits aux grands projets photovoltaïques et CSP à grande échelle, joue également un rôle important dans le niveau d'impact environnemental.

L'hydroélectricité est la source d'énergie renouvelable la moins chère au monde, y compris l'énergie solaire.

Cependant, l'hydroélectricité crée des impacts environnementaux plus importants que l'énergie solaire.

En particulier, l'hydroélectricité nécessite la construction de barrages sur les rivières et les ruisseaux qui servent de sources d'eau, affectant les habitats des animaux, des poissons et des plantes.

L'énergie solaire, en revanche, a un impact environnemental limité ; comprenant en grande partie les coûts énergétiques de la fabrication des systèmes d'énergie solaire.

Utilisation dans les petits appareils portables

L'hydroélectricité n'est pas une source d'énergie viable pour les petits appareils portables comme l'est l'énergie solaire.

L'énergie solaire peut servir de source d'alimentation principale pour une montre, une lampe de poche ou une calculatrice, car le soleil est plus facilement accessible pour les appareils mobiles que les sources d'eau ; les panneaux photovoltaïques qui conduisent l'énergie du soleil peuvent être assez petits.

L'utilisation par l'hydroélectricité de turbines et d'une source d'eau en fait une mauvaise solution pour les petits appareils mobiles qui exigent de la flexibilité.

Pertinence

Dans l'énergie solaire, l'architecture de votre maison peut avoir un impact significatif sur comment et où les panneaux solaires sont installés.

D'abord et avant tout, votre toiture doit être structurellement solide et capable de supporter le poids des panneaux, surtout pendant les périodes de vent fort.

Vos matériaux de toiture doivent également être en bon état, car les panneaux solaires sont généralement en place pendant de nombreuses années et doivent être retirés et remplacés lors de l'installation d'une nouvelle toiture.

Pour chaque 1 kW de capacité, environ 100 pieds carrés d'espace de surface sont nécessaires.

Ainsi, pour une installation typique de 5 kW, env.

500 pieds carrés d'espace sont nécessaires.

Au Royaume-Uni, les panneaux solaires sont généralement plus efficaces lorsqu'ils sont orientés vers le sud, mais l'est et l'ouest peuvent tout aussi bien fonctionner selon l'heure à laquelle votre famille consomme le plus d'électricité.

Comme toujours, un intégrateur solaire qualifié peut vous aider à examiner vos habitudes de consommation d'énergie et à déterminer la meilleure conception pour s'adapter à votre style de vie.

Toutes les caractéristiques qui peuvent bloquer le chemin entre le soleil et vos panneaux solaires (ombre), telles que les arbres ou les structures adjacentes comme les cheminées, doivent également être prises en compte.

La surface du toit doit être adaptée pendant une longue période.

Bien que vos panneaux solaires puissent aider à prolonger la durée de vie de la surface de votre toit, ils peuvent également entraver la réparation et le remplacement.

Dans l'hydroélectricité, il n'est pas disponible dans tous les domaines en raison de l'indisponibilité des ressources, ce qui explique pourquoi ce sera un choix difficile.

Durée de vie

Dans l'énergie solaire, les composants clés susceptibles de tomber en panne sont les panneaux solaires et l'onduleur.

Cependant, les produits de haute qualité ont tendance à avoir de longs cycles de vie, ce qui se reflète dans les longues garanties disponibles, en particulier pour les panneaux solaires.

Un panneau solaire est un appareil relativement simple sans pièces mobiles.

Les panneaux solaires ont généralement une garantie de sortie de 25 ans et, selon la qualité du panneau, on peut s'attendre à ce qu'ils durent au-delà.

De plus, les panneaux solaires exposés au vent, aux fluctuations de température et aux intempéries se détériorent et produisent chaque année un peu moins d'électricité.

Des panneaux moins chers, avec moins d'UV, des feuilles de support stabilisées, des scellants et des cadres moins chers peuvent se détériorer plus rapidement et plus rapidement.

Les garanties des panneaux solaires prévoient généralement une perte de puissance moyenne de 0,6% chaque année après la 1ère année et donc, à la fin de la période de garantie de sortie de 25 ans, le panneau solaire peut avoir perdu jusqu'à 16,4% de sa puissance nominale initiale.

Cela signifie qu'un panneau solaire à haute efficacité produirait 315 watts ; le même panneau en 25 ans pourrait ne produire que 261-269 watts.

En réalité, pour des panneaux de qualité moins productifs, ils peuvent commencer à 250-260 watts (puissance du panneau solaire après 25 ans de fonctionnement) puis se dégrader à 200 watts par panneau après 25 ans.

Les onduleurs sont des appareils électroniques complexes, devant ajuster la puissance de sortie chaque seconde ; les onduleurs sont plus susceptibles de tomber en panne, bien que les marques de qualité, conçues avec des composants de la plus haute qualité, soient susceptibles de dépasser les périodes de garantie typiques de 5 ans.

De nombreux fabricants proposent désormais des extensions de garantie de 10 ans ou plus.

Bien que les câbles, les dispositifs de sécurité et les systèmes de montage aient moins d'influence, l'utilisation de matériaux de mauvaise qualité peut entraîner des défaillances prématurées du système.

Dans les cas de fiches et de câbles sans marque, des défaillances complètes du système se sont produites.

Par conséquent, on pourrait affirmer que pour obtenir une décennie d'électricité solaire nécessitant peu d'entretien, il faut acheter des panneaux solaires de qualité, des onduleurs solaires de qualité.

L'hydroélectricité a une très longue durée de vie.

Les plus anciens systèmes hydroélectriques en exploitation ont plus de 100 ans, y compris certains systèmes à grande échelle.

Les turbines hydrauliques, de par leur nature, sont des machines relativement peu sollicitées et fonctionnent dans des conditions de charge très stables sans changements de charge soudains.

Cela se prête à une longue durée de vie à condition qu'ils soient régulièrement entretenus (principalement la lubrification des roulements).

L'infrastructure de génie civil devrait durer presque indéfiniment à condition qu'elle soit entretenue.

Les systèmes d'entraînement (boîtes de vitesses ou courroies) nécessiteront des changements/remplacements d'huile périodiques ainsi que des roulements dans toutes les machines tournantes.

La plupart des fabricants de matériel hydraulique citent une durée de vie de 25 ans, bien que ce soit normalement parce qu'ils doivent fixer un chiffre, et dans de nombreux cas, les mêmes fabricants ont de nombreuses turbines sur le terrain qui ont plus de 50 ans et fonctionnent toujours de manière fiable et efficace.

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Effets du changement climatique

Dans l'énergie solaire Des plans ambitieux d'atténuation du changement climatique appellent à une augmentation significative de l'utilisation des énergies renouvelables, ce qui pourrait toutefois rendre le système d'approvisionnement plus vulnérable à la variabilité et aux changements climatiques.

Les résultats indiquent que l'altération de l'offre solaire photovoltaïque d'ici la fin de ce siècle par rapport aux estimations faites dans les conditions climatiques actuelles devrait être de l'ordre (-14% ; +2%), avec les plus fortes baisses dans les pays du Nord.

La stabilité temporelle de la production d'électricité n'apparaît pas non plus aussi fortement affectée dans les scénarios climatiques futurs, montrant même une tendance légèrement positive dans les pays du Sud.

Dans l'hydroélectricité, le changement climatique peut entraîner une diminution des rejets et de la disponibilité de l'eau et par la suite une diminution de la production d'énergie hydroélectrique sans autres constructions en considérant uniquement les installations actuelles.

la pollution

Les systèmes d'énergie solaire/les centrales électriques ne produisent pas de pollution de l'air ni de gaz à effet de serre.

L'utilisation de l'énergie solaire peut avoir un effet positif et indirect sur l'environnement lorsque l'énergie solaire remplace ou réduit l'utilisation d'autres sources d'énergie qui ont des effets plus importants sur l'environnement.

Cependant, certains matériaux et produits chimiques toxiques sont utilisés pour fabriquer des cellules photovoltaïques (PV) qui convertissent la lumière du soleil en électricité.

Certains systèmes solaires thermiques utilisent des fluides potentiellement dangereux pour transférer la chaleur.

Les fuites de ces matériaux pourraient être nocives pour l'environnement.

Les lois environnementales américaines réglementent l'utilisation et l'élimination de ces types de matériaux.

Dans l'hydroélectricité, la pollution thermique est le changement de la température de l'eau des lacs, des rivières et des océans causé par des structures artificielles.

Ces changements de température peuvent nuire aux écosystèmes aquatiques, notamment en contribuant au déclin des populations fauniques et à la destruction des habitats.

Toute pratique affectant l'équilibre d'un milieu aquatique peut altérer la température de ce milieu et provoquer par la suite une pollution thermique.

Cependant, la pollution thermique peut avoir des effets positifs, notamment l'allongement des saisons de pêche et le rebond de certaines populations d'animaux sauvages.

La pollution thermique peut prendre la forme d'eau chaude ou froide déversée dans un lac, une rivière ou un océan.

L'accumulation accrue de sédiments dans un plan d'eau affecte sa turbidité ou sa nébulosité et peut réduire sa profondeur, ce qui peut entraîner une augmentation de la température de l'eau.

Une exposition accrue au soleil peut également augmenter la température de l'eau.

Les barrages peuvent transformer un habitat fluvial en un habitat lacustre en créant un réservoir (lac artificiel) derrière le barrage.

La température de l'eau du réservoir est souvent plus froide que celle du ruisseau ou de la rivière d'origine.

Les sources et les causes de la pollution thermique sont variées, ce qui rend difficile le calcul de l'ampleur du problème.

Parce que la pollution thermique causée par les centrales hydroélectriques (HPP) peut ne pas affecter directement la santé humaine, elle est généralement négligée.

Par conséquent, les sources et les résultats de la pollution thermique dans les centrales hydroélectriques sont généralement ignorés.

Conclusion de l'énergie solaire par rapport à l'énergie hydraulique

L'hydroélectricité et l'énergie solaire sont toutes deux des sources d'énergie qui ne consomment pas des ressources limitées mais tirent plutôt parti des énergies renouvelables - l'eau pour l'hydroélectricité et le soleil pour l'énergie solaire - en les utilisant pour produire de l'énergie sans les éliminer d'autres utilisations.

Ni l'énergie hydraulique ni l'énergie solaire ne créent une pollution ou des déchets importants, elles sont donc toutes deux excellentes pour l'environnement.