Du cuivre au cœur des Energies Renouvelables

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    28-Mar-2016
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  • European Copper Institute

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    Dossier de presse : Du cuivre au cur des Energies Renouvelables

    Sommaire : 1. Exploiter les nergies renouvelables Pourquoi et

    comment ? La contribution du cuivre lnergie solaire La contribution du cuivre lolien

    2. Lessor planifi des nergies renouvelables en

    Europe 3. Les nergies renouvelables mettent le cap sur la

    maison Le cuivre, matriau cl des nergies renouvelables domestiques

    4. Le cuivre, mtal vert au service des nergies

    durables 5. Prsentation de lECI

    p.2 p.2-4 p.5 p.7 p.13 p.14-15 p.18 p.20

    Contact presse Sabine Dolig Hopscotch Tl. 01 58 65 01 33 sdolige@hopscotch.fr

    Contact presse Yann Daujeard Hopscotch Tl. 01 58 65 00 10 ydaujeard@hopscotch.fr

    European Copper Institute Christian de Barrin Directeur de la communication Tl. +32 2 777 70 82 cdb@eurocopper.org

    Centre dInformation du Cuivre Olivier Tissot Directeur Tl. 01 42 25 25 67 tissot@cuivre.org

  • European Copper Institute

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    1 Exploiter les nergies renouvelables Pourquoi et comment ? Pourquoi les nergies renouvelables aujourdhui ? Une urgence plantaire Nos socits sont aujourdhui face un vritable dfi : comment rpondre de faon durable aux besoins croissants en nergie, au niveau plantaire et plus particulirement au sein de lUE ? Au moins 4 enjeux viennent renforcer lactualit de cette question :

    1) Lurgence climatique : le rchauffement avr de la plante impose le recours des nergies propres, cest--dire qui ne rejettent pas de gaz effets de serre ;

    2) La continuit dapprovisionnement : les sources traditionnelles dnergie sont en voie de tarissement (moins de 50 ans pour le ptrole) ;

    3) Lautonomie nergtique : lEurope est de plus en plus dpendante des pays producteurs. 4) La stabilit conomique : les fluctuations des prix crent une forte instabilit sur les marchs et

    ont des effets ngatifs sur la croissance. En tant qualternative fiable et durable aux combustibles fossiles, les nergies renouvelables ont lavantage dapporter une rponse concrte lensemble de ces enjeux. Le vent, le soleil ou encore la chaleur de la terre sont des sources dnergie inpuisables, propres et disponibles partout. Leur exploitation ne pollue pas l'atmosphre, ne produit pas de dchets dangereux et permet de rduire la production de gaz effet de serre. Sources dnergie locales, elles peuvent de plus contribuer rduire la dpendance europenne lgard des importations nergtiques. Enfin, l o les prix des nergies fossiles ne cessent daugmenter, les cots dexploitation des nergies renouvelables sont en constante diminution grce aux avances technologiques et leur utilisation croissante.

    Quelles nergies pour quels usages ?

    9 Le solaire

    Outre son caractre inpuisable et gratuit, le soleil est lorigine de 2 formes dnergie : a) lectrique ou b) calorifique. a) La production dlectricit dorigine solaire grande chelle (centrales solaires)

    La lumire du soleil peut tre transforme en lectricit partir de deux types de technologies faisant appel au cuivre : les panneaux photovoltaques et la production solaire thermolectrique.

    Ces technologies modernes exploitent naturellement les qualits de conductivit lectrique du cuivre : ce dernier est prsent dans les lignes de raccordement, les changeurs de chaleur, les pompes et les cbles lectriques en amont et en aval, ainsi que dans les transformateurs.

    Le saviez vous ?

    Meilleur conducteur lectrique parmi lensemble des mtaux non prcieux, le cuivre simpose comme le matriau lectif pour la production dlectricit : on le retrouve dans les cbles, les fils, les transformateurs, les gnrateurs, les moteurs et les appareils lectroniques.

    Pour que des centrales solaires soient rentables, il faut runir plusieurs conditions : - un ensoleillement suprieur 1 900 KWh/m par an ; - une bonne transparence de lair (donc dans une zone non pollue) ; - un rseau lectrique peu loign, pour y apporter llectricit produite.

    En Europe, les perspectives d'application concernent surtout le pourtour mditerranen.

  • European Copper Institute

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    Llectricit solaire par effet photovoltaque :

    Dcouvert par Edmond Becquerel ds 1839, leffet photovoltaque dsigne le phnomne de transformation de la lumire en lectricit (des photons en lectrons). Les semi-conducteurs soumis ce phnomne, comme le silicium, ont la proprit de gnrer une tension lectrique lorsquils sont exposs la lumire. Les cellules sintgrent en srie et/ou en parallle dans un panneau , dont les parois autorisent le passage de la lumire du soleil tout en protgeant les cellules photovoltaques de lenvironnement. Les panneaux peuvent se combiner pour obtenir la puissance et la tension lectrique dsire.

    La puissance de gnration lectrique dune seule cellule est denviron 1,5 watt, ce qui permet des applications aussi bien pour la fourniture dlectricit en maisons individuelles que pour la production dlectricit sur des sites ddis (centrales photovoltaques).

    Centrale "Bavaria solarpark",

    Allemagne 2005 PowerLight Corp

    Ile de la Runion, France

    www.regionreunion.com

    Centrale photovoltaque dAbengoa,

    Espagne

    Dans un systme solaire photovoltaque, le cuivre se trouve principalement dans le cblage et les transformateurs. On estime quil y a environ 4 kg de cuivre par kW1. De nouvelles cellules photovoltaques, dites en couches trs minces, ont t rcemment dveloppes. Elles utilisent de nouveaux matriaux semi-conducteurs tels une combinaison de cuivre-indium-gallium-selenium (CIGS) et reprsentent actuellement 7 % du march. Moins cher fabriquer, ce produit possde un grand potentiel de dveloppement dans les annes venir. Focus sur les encres solaires Nanosolar Le cuivre lchelle nano

    Sappuyant sur les avances rcentes en matire de nanotechnologies, Nanosolar a dvelopp un procd de fabrication de cellules photovoltaques qui permet littralement d imprimer le semi-conducteur cuivre-indium-galium-silicium (CISG). Celui-ci se prsente sous forme dencre et peut ainsi tre dpos en couches ultra fines et faible cot sur support mtallique souple. Seule une quantit infime de cette encre est en effet ncessaire pour fabriquer une cellule PV. Le produit qui en rsulte est lger, et ses dimensions sont librement adaptables. Une telle technologie permet de diviser par deux le prix du watt solaire. Plus dinfos sur : www.nanosolar.com

    Nanosolar

    Lnergie solaire thermolectrique :

    La production dlectricit en centrale solaire thermolectrique est base sur le principe de lhlio-thermodynamisme. Le rayonnement solaire est concentr sur un point focal laide de miroirs pour obtenir une temprature trs leve qui chauffe un fluide et produit de la vapeur. Celle-ci actionne des turbines et des alternateurs, qui gnrent de llectricit. Cette technologie est actuellement la seule capable de fournir une puissance similaire celles des centrales lectriques nergies fossiles ou nuclaires.

    1 Source : ECI

  • European Copper Institute

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    Il existe plusieurs types de centrales solaires thermiques ; elles se diffrencient par la manire dont on focalise les rayons solaires :

    1. Les centrales collecteurs cylindro-paraboliques, qui concentrent 20 80 fois les rayons

    Ce type de centrale est le plus frquent. Des alignements parallles de longs miroirs hmi-cylindriques tournent autour dun axe horizontal pour suivre la course du soleil. Les rayons solaires sont concentrs sur un tube horizontal, o circule le fluide caloporteur qui sert transporter la chaleur vers la centrale. La temprature du fluide peut monter jusqu 500C. On trouve de nombreux exemples de ce type de centrales en Amrique du Nord et au Japon.

    Collecteurs cylindro-paraboliques en Californie

    SunLabs

    2. Les collecteurs paraboliques, qui concentrent 200 3 000 fois la radiation solaire

    Une parabole est dirige en permanence vers le soleil et concentre les rayons vers un point focal solidaire de linstallation, o se trouve un moteur Stirling. Exemple : le four solaire Dish-Stirling de Font-Romeu Odeillo, dans les Pyrnes.

    Four solaire dOdeillo, France PROMES

    3. Les centrales tour, entoures par des "hliostats"

    Une sorte de belvdre est entour par un champ de miroirs orientables situs sur le sol (les "hliostats") qui renvoient les rayons solaires vers le haut de la tour o est installe une chaudire. La temprature ainsi obtenue est de 600C 1 000C. Exemple : la centrale thermo-solaire de Sanlcar la Mayor, Sville.

    Champ de miroirs et tour de la centrale PS10

    de Sville (Espagne)

    b) Le chauffage par lnergie solaire lchelle du btiment

    A lchelle dun btiment ou dune habitation, il est intressant dexploiter directement le potentiel calorifique des rayons solaires (notamment pour la production deau chaude), sans quil soit besoin de les convertir en lectricit. Si les btiments absorbent aujourdhui prs de 40 % de la consommation nergtique de lUE, cest en majeure partie li au chauffage et la climatisation2. Or lnergie solaire reprsente un gisement inpuisable dnergie pour produire de la chaleur, applicable aussi bien au chauffage des habitations et des piscines qu la production deau chaude sanitaire. Il existe galement des systmes de rafrachissement solaire, gnralement avec des machines frigorifiques absorption, qui permettent de produire de la fracheur.

    Grce son excellente conductivit et sa parfaite rsistance aux trs hautes tempratures, le cuivre est omniprsent dans les applications de chauffage par nergie solaire :

    - dans labsorbeur ; - dans les tubes qui renferment le fluide caloporteur et

    relient labsorbeur au ballon ; - dans l