
Garder les lumières allumées lorsque le soleil disparaît
L’inertie au secours de l’énergie verte
Les énergies renouvelables sont l’avenir. Cependant, alors que les centrales électriques conventionnelles utilisent des turbines pour compenser les fluctuations de l’offre et de la demande, la plupart des sources d’énergie renouvelable en sont dépourvues. Un volant d’inertie peut apporter la solution. Ce dernier fonctionne sous vide ; un vide généré par une pompe à vide Busch.
Inertie. Il s’agit d’un concept physique important qui nous permet de ne pas tomber de vélo lorsque nous arrêtons de pédaler, et qui garantit qu’une voiture continue de rouler même lorsque nous levons le pied de l’accélérateur. Le même concept s’applique aux centrales électriques. Dans une centrale à charbon, par exemple, du charbon est brûlé pour transformer l’eau en vapeur. La vapeur ainsi produite est utilisée pour entraîner des turbines et les faire tourner à des centaines de tours par minute, chacune tournant de manière constante à la même fréquence, correspondant à celle du réseau électrique qu’elles alimentent. Les centrales électriques conventionnelles sont conçues et dimensionnées pour générer une quantité constante d’énergie électrique, et ces turbines permettent de compenser les fluctuations de la demande en énergie. C’est ce qui garantit la stabilité de notre réseau électrique et qui fait que nos lumières restent allumées.
Le problème des énergies renouvelables
Chaque fois que de l’électricité est prélevée sur le réseau, ne serait-ce que lorsqu’une lampe est allumée, la fréquence baisse. Le réseau doit être en mesure de compenser ce changement de fréquence pour éviter que les lumières ne se mettent à clignoter, ou que les appareils ne fonctionnent plus correctement. Si elles sont ressenties comme simplement gênantes à la maison, les chutes de fréquence peuvent devenir fatales dans d’autres situations, notamment dans les hôpitaux.
Cependant, les énergies renouvelables sont, par nature, variables. Le soleil disparaît derrière un nuage, le vent se calme, la marée monte et descend, il y a des périodes de faibles précipitations. Et comme la plupart des méthodes ne permettent pas d’entraîner des turbines capables de stabiliser l’approvisionnement en énergie, ces sources plus écologiques peuvent entraîner des problèmes sur le réseau.
Une solution sans friction
Les énergies renouvelables, comme les panneaux solaires, génèrent du courant continu. Le réseau électrique, en revanche, fonctionne sur une alimentation en courant alternatif. Le courant fourni par les énergies renouvelables, doit d’abord être converti en courant alternatif à l’aide d’un convertisseur. Cependant, le problème des variations de fréquences demeure. L’une des méthodes permettant de stabiliser l’apport d’énergie renouvelable consiste à utiliser une grande roue lourde, appelée volant d’inertie. L’électricité générée est utilisée pour faire tourner ce volant d’inertie, de la même manière que la vapeur entraînerait une turbine. Pour que le volant d’inertie tourne sans à-coups, et pour réduire au strict minimum la perte d’énergie cinétique due aux frottements, il est maintenu sous vide.
Si la demande en énergie augmente ou si l’électricité générée par les sources d’énergie renouvelables diminue, le réseau prélève alors l’énergie fournie par le volant d’inertie. L’inertie du volant d’inertie permet à l’énergie d’être transmise à la même fréquence pendant une courte période, juste assez longtemps pour que d’autres sources d’énergie réagissent à la perte de puissance et prennent le relais, assurant ainsi la stabilité du réseau.
Le problème des énergies renouvelables
Chaque fois que de l’électricité est prélevée sur le réseau, ne serait-ce que lorsqu’une lampe est allumée, la fréquence baisse. Le réseau doit être en mesure de compenser ce changement de fréquence pour éviter que les lumières ne se mettent à clignoter, ou que les appareils ne fonctionnent plus correctement. Si elles sont ressenties comme simplement gênantes à la maison, les chutes de fréquence peuvent devenir fatales dans d’autres situations, notamment dans les hôpitaux.
Cependant, les énergies renouvelables sont, par nature, variables. Le soleil disparaît derrière un nuage, le vent se calme, la marée monte et descend, il y a des périodes de faibles précipitations. Et comme la plupart des méthodes ne permettent pas d’entraîner des turbines capables de stabiliser l’approvisionnement en énergie, ces sources plus écologiques peuvent entraîner des problèmes sur le réseau.
Une solution sans friction
Les énergies renouvelables, comme les panneaux solaires, génèrent du courant continu. Le réseau électrique, en revanche, fonctionne sur une alimentation en courant alternatif. Le courant fourni par les énergies renouvelables, doit d’abord être converti en courant alternatif à l’aide d’un convertisseur. Cependant, le problème des variations de fréquences demeure. L’une des méthodes permettant de stabiliser l’apport d’énergie renouvelable consiste à utiliser une grande roue lourde, appelée volant d’inertie. L’électricité générée est utilisée pour faire tourner ce volant d’inertie, de la même manière que la vapeur entraînerait une turbine. Pour que le volant d’inertie tourne sans à-coups, et pour réduire au strict minimum la perte d’énergie cinétique due aux frottements, il est maintenu sous vide.
Si la demande en énergie augmente ou si l’électricité générée par les sources d’énergie renouvelables diminue, le réseau prélève alors l’énergie fournie par le volant d’inertie. L’inertie du volant d’inertie permet à l’énergie d’être transmise à la même fréquence pendant une courte période, juste assez longtemps pour que d’autres sources d’énergie réagissent à la perte de puissance et prennent le relais, assurant ainsi la stabilité du réseau.
Panneaux lunaires
La plupart des sources d’énergie renouvelable sont dépendantes de la nature. Si le vent ne souffle pas, une éolienne ne tournera pas. Et après une période de faibles précipitations, la quantité d’eau traversant une centrale hydroélectrique est peu importante. Mais dans certains cas, un panneau solaire peut continuer à produire de l’électricité, même après la tombée de la nuit.
Comment ? La réponse est simple : grâce à la lune.
La lumière de la lune, c’est simplement la lumière du soleil qui est reflétée par la lune. Par conséquent, un panneau solaire peut continuer à produire de l’électricité lorsque la lune brille. Il y a cependant un point à prendre en compte. Même si la lune est pleine et qu’il n’y a pas de nuages, un panneau solaire ne produira que 0,3 % environ de l’énergie qu’il produirait s’il était exposé directement aux rayons du soleil. Cette quantité est si négligeable que la plupart des installations solaires ne la convertiront même pas en électricité utilisable. Mais peut-être qu’un jour, avec le développement de la technologie des panneaux solaires, nous serons en mesure d’alimenter nos maisons à la lumière de la lune.
La plupart des sources d’énergie renouvelable sont dépendantes de la nature. Si le vent ne souffle pas, une éolienne ne tournera pas. Et après une période de faibles précipitations, la quantité d’eau traversant une centrale hydroélectrique est peu importante. Mais dans certains cas, un panneau solaire peut continuer à produire de l’électricité, même après la tombée de la nuit.
Comment ? La réponse est simple : grâce à la lune.
La lumière de la lune, c’est simplement la lumière du soleil qui est reflétée par la lune. Par conséquent, un panneau solaire peut continuer à produire de l’électricité lorsque la lune brille. Il y a cependant un point à prendre en compte. Même si la lune est pleine et qu’il n’y a pas de nuages, un panneau solaire ne produira que 0,3 % environ de l’énergie qu’il produirait s’il était exposé directement aux rayons du soleil. Cette quantité est si négligeable que la plupart des installations solaires ne la convertiront même pas en électricité utilisable. Mais peut-être qu’un jour, avec le développement de la technologie des panneaux solaires, nous serons en mesure d’alimenter nos maisons à la lumière de la lune.