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

Un examen plus approfondi peut révéler certaines similitudes et différences entre les deux, permettant finalement aux utilisateurs de choisir ce qui leur convient.

Aspects à considérer

• Analyse coûts-avantages

• L'évaluation du cycle de vie

• Durabilité

• Bruit

• Lieu

• Innovation

Analyse coûts-avantages

Les énergies alternatives vous permettent de réduire votre empreinte carbone, de contrôler votre production d'énergie et d'économiser sur les impôts.

Il peut également vous faire économiser beaucoup d'argent sur l'électricité.

Pour tirer le meilleur parti de votre investissement dans les énergies alternatives, vous souhaitez peser le coût d'installation avec l'argent que le système vous permet d'économiser.

En ce qui concerne le coût d'installation de l'énergie solaire ou éolienne, il y a vraiment trop de variables pour donner une réponse précise et unique.

Tout dépendra de la taille du système, des facteurs environnementaux (tels que l'exposition au soleil ou au vent) et des ordonnances et incitations locales.

Installations

L'énergie solaire, en règle générale, coûte environ 2,19 $ par watt pour installer l'énergie solaire, la moyenne pour les installations résidentielles et commerciales.

Plus votre système est grand, moins vous paierez par watt.

Plus votre système est petit, plus vous paierez cher par watt.

Avec chaque kilowattheure d'électricité gratuite que votre système génère, il commence à s'amortir.

Les entreprises et les fermes dont les factures d'électricité mensuelles sont substantielles ont des systèmes solaires amortissables en quelques années seulement.

Avec une durée de vie de 25 à 30 ans, cela laisse des décennies d'économies financières grâce à l'électricité gratuite.

Au total, un système solaire de 10 kW peut coûter environ 21 900 $ après incitations.

Une éolienne de 10 kW pourrait coûter environ 14 700 $ après les incitatifs.

Les éoliennes à grande échelle peuvent coûter des millions de dollars.

Pour les petites propriétés résidentielles et commerciales, le prix variera en fonction de la hauteur de la tour et du type d'équipement que vous installez.

Selon l'American Wind Energy Association, vous pouvez vous attendre à payer 1,50 $ par watt de capacité de production.

Alors que les éoliennes sont l'option la moins chère dans de nombreuses régions du pays, elles ont des dépenses d'entretien beaucoup plus élevées que l'énergie solaire, et leur dépendance à l'égard du vent ne les rend pas réalisables partout.

Le solaire, cependant, peut toujours être rentable dans les régions très nuageuses, pluvieuses ou enneigées du pays.

Entretien

Les technologies de l'énergie solaire et de l'énergie éolienne ont considérablement progressé depuis leur adoption précoce.

Ces progrès ont contribué à réduire leur coût, mais ils ont également conduit à des produits très fiables qui peuvent résister à des éléments difficiles et durer plusieurs décennies.

Cependant, les deux systèmes ne sont pas 100 % sans entretien.

L'un des avantages d'un Système d'énergie solaire est qu'il n'y a pas de pièces mobiles, ce qui signifie qu'il y a moins de problèmes qui peuvent mal tourner et moins qui doivent être entretenus, par rapport à l'énergie éolienne.

En cas de problème, les composants solaires sont bien garantis par leur fabricant.

De nombreux panneaux solaires sont fournis avec une garantie de 25, voire 30 ans du fabricant, ce qui signifie que les panneaux défectueux peuvent être remplacés gratuitement jusqu'à trois décennies après leur installation.

Les onduleurs, la partie du système la plus susceptible de tomber en panne en premier, sont garantis de 12 à 25 ans.

Mais les garanties du fabricant ne couvrent pas les coûts de main-d'œuvre de remplacement.

Il y a très peu de choses à faire pour entretenir votre système solaire.

Dans la plupart des régions du pays, il ne sera pas utile de nettoyer régulièrement le système et vous ne devriez pas enlever la neige accumulée.

Parce que les éoliennes ont de grandes pièces mobiles, il y a pas mal de choses qui peuvent mal tourner, et elles ont souvent besoin d'un entretien continu.

Ces coûts de maintenance peuvent rapidement gruger les économies de coûts de l'énergie éolienne.

De la lubrification des pièces mobiles à la vérification des connexions au sein du système en passant par la découverte et la correction de problèmes imprévus, les éoliennes peuvent nécessiter une maintenance préventive deux à trois fois par an.

À mesure que votre système vieillit, la fréquence de ces contrôles de maintenance peut devoir augmenter.

Ces visites régulières peuvent coûter des milliers de dollars chaque année, grugeant rapidement le retour sur investissement de votre éolienne.

Alors que les éoliennes peuvent être moins chères à installer, elles sont souvent beaucoup plus chères à entretenir que l'énergie solaire.

Cette différenciation peut uniformiser les règles du jeu, faisant de l'énergie solaire l'option la moins chère, en fonction des coûts d'entretien.

L'évaluation du cycle de vie

La méthode d'analyse du cycle de vie (ACV) est la méthode typique et sans doute la plus complète pour mesurer l'impact environnemental des panneaux solaires sur la terre.

Défini comme l'ensemble de la durée de vie d'un produit, le cycle de vie comprend tout, de l'acquisition et de la fabrication des matières premières à l'élimination ou au recyclage du panneau solaire.

À l'aide de ces informations, les décideurs peuvent sélectionner les processus de fabrication, de construction et de recyclage qui ont le moins d'impact sur l'environnement.

L'analyse du cycle de vie permet à un décideur d'évaluer l'ensemble du système de produits et l'impact environnemental, car elle inclut toute la durée de vie d'un panneau solaire.

L'analyse comprend les intrants (y compris les matières premières et l'énergie) et les extrants (y compris les émissions atmosphériques, les déchets d'origine hydrique, les déchets solides, les coproduits, les autres rejets).

La plupart des panneaux solaires photovoltaïques se répartissent en deux types de base et nécessitent deux cycles de vie de recyclage distincts : les panneaux photovoltaïques à base de silicium et les panneaux photovoltaïques à couche mince.

Les panneaux photovoltaïques à base de silicium sont généralement constitués de 76 % de verre, 10 % de plastique, 8 % d'aluminium, 5 % de silicium et 1 % de métaux.

Les panneaux photovoltaïques à couche mince se composent de 89 % de verre, 6 % d'aluminium, 4 % de plastique et 1 % de métaux.

Les panneaux photovoltaïques à base de silicium (le plus courant des deux panneaux) sont d'abord démontés, puis le verre et l'aluminium sont séparés.

95% du verre et 100% du métal sont réutilisés.

Les matériaux restants sont chauffés à 500 degrés Celsius, ce qui provoque l'évaporation du plastique des modules cellulaires restants, 85 % du silicium.

Les panneaux photovoltaïques à base de film mince sont déchiquetés en morceaux d'environ 5 mm et séparés pour retirer le film à l'aide de peroxyde et d'acide.

Grâce aux processus d'élimination des matériaux intercalaires et de rinçage du verre, près de 90 % du verre est réutilisé.

95% du matériau semi-conducteur est réutilisé via un processus de précipitation et de déshydratation.

Les métaux restants sont ensuite séparés et traités.

L'étude ACV des éoliennes a comparé les impacts environnementaux de deux éoliennes de 2,0 MW en utilisant deux méthodes (ReCiPe 2008 et récupération d'énergie).

La tour, le rotor et la nacelle s'avèrent avoir la plus grande contribution à l'impact environnemental dans chaque cas.

Pour la tour, la grande quantité d'acier requise est le principal contributeur à l'impact environnemental du berceau à la tombe.

L'un des résultats de cette étude ACV est la confirmation que les principaux impacts environnementaux du cycle de vie d'une éolienne proviennent de l'étape de fabrication.

Comparés aux travaux antérieurs, les résultats conduisent à une conclusion similaire selon laquelle les impacts environnementaux sont dus à la consommation de matériaux, en particulier d'acier.

Durabilité

Les panneaux solaires perdent leur capacité à absorber la lumière du soleil et à la convertir en énergie solaire en raison de facteurs tels que le temps plus chaud et la réduction naturelle de la puissance chimique du panneau au cours d'une période donnée.

C'est ce que l'on appelle le « taux de dégradation ».

Plus le taux de dégradation est faible, meilleur est le panneau.

Lorsqu'un panneau solaire a un taux de dégradation plus faible, il produira plus d'énergie au cours de sa durée de vie.

Les taux de dégradation varient d'une marque à l'autre ; les panneaux de qualité supérieure ont un taux de dégradation inférieur par rapport aux panneaux de qualité inférieure.

Ceci est important à garder à l'esprit lors d'une comparaison de panneaux solaires, car il pourrait être plus logique, à long terme, de dépenser plus d'argent pour des panneaux de meilleure qualité.

Selon une étude du National Renewable Energy Laboratory (NREL), les fabricants de panneaux solaires modernes haut de gamme tels que Panasonic et LG proposent des panneaux avec des taux de dégradation aussi bas que 0,30 % par an.

Le pire taux de dégradation est de 0,80% par an, mais à titre de référence, vous pouvez vous attendre à un taux de dégradation moyen de 0,50% par an pour n'importe quel panneau.

Pour la plupart des panneaux solaires de niveau 1, le taux de dégradation est de 0,3 %, ce qui signifie que chaque année ; les performances du panneau sont réduites de 0,30%.

Sur 25 ans, cela représente un total de 6,96 %, ce qui signifie que vos panneaux fonctionneront à 93,04 % de leur capacité d'origine en 2045.

La durée de vie d'une éolienne moderne de bonne qualité est de 20 ans.

En fonction du vent et de la turbulence du site, l'éolienne peut durer 25 ans ou même plus, bien que, comme pour tout ce qui est mécanique, les coûts d'entretien augmenteront avec l'âge.

Il est peu probable qu'une éolienne dure plus longtemps car elle est soumise à des charges assez extrêmes tout au long de sa vie.

Ceci est dû en partie à la forme d'une éolienne, dont les éléments clés (les pales et la tour) ne sont fixés qu'à une extrémité et soumis à toute la force du vent.

De plus, parce que la puissance du vent augmente avec le cube de la vitesse, les charges de survie extrêmes peuvent être près de 100 fois les « charges de conception » à la vitesse nominale du vent - c'est pourquoi les éoliennes doivent s'arrêter pour se protéger des vents supérieurs à 25 m.

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En fin de vie, il peut être simplement retiré et remplacé par un neuf.

Bruit

Un aspect rarement abordé est le niveau de bruit de fonctionnement des solutions d'énergie renouvelable.

Il existe ici un écart énorme entre le solaire et l'éolien et cela peut jouer un rôle, selon l'endroit où vous souhaitez les installer.

Comme vous pouvez le deviner, les panneaux solaires ne dégagent aucune pollution sonore.

Ce sont des panneaux fixes, et ils sont silencieux pendant le fonctionnement.

Si le bruit vous préoccupe, optez pour des panneaux solaires.

Les éoliennes peuvent être très différentes.

Si vous faites face à des vitesses de vent plus élevées, les turbines peuvent devenir assez bruyantes.

Les petites turbines en particulier, à haute vitesse, peuvent être aussi bruyantes qu'une tondeuse à gazon.

Si vous n'êtes pas intéressé à écouter le son d'une tondeuse à gazon en marche à l'endroit où vous allez installer ces éoliennes, l'énergie éolienne n'est peut-être pas un bon choix.

Lieu

L'énergie solaire est un terme utilisé pour définir le processus des cellules solaires internes des panneaux solaires qui convertissent la lumière du soleil en électricité utilisable.

Les panneaux solaires sont une excellente option pour votre maison, car le nombre de panneaux dont vous aurez besoin pour fournir toutes les générations d'électricité pour votre électricité peut facilement tenir sur votre toit.

Le soleil est l'une des sources d'énergie les plus abondantes, bien que certains endroits soient naturellement exposés à plus d'heures d'ensoleillement que d'autres.

Des États plus ensoleillés comme le Texas et la Californie permettent aux panneaux solaires de produire plus d'électricité que des États comme Washington, où il fait plus souvent nuageux.

Les directions dans lesquelles les panneaux solaires sont installés peuvent également augmenter ou diminuer l'efficacité.

Dans l'hémisphère nord, il est préférable de placer vos panneaux solaires face au sud sans couverture d'ombre sur les panneaux.

Alors que les systèmes solaires installés dans n'importe quel état peuvent fournir la quantité d'énergie dont votre maison a besoin, si vous vivez dans un état plus nuageux, rester connecté au réseau ou installer une batterie de secours peut vous aider à fonctionner avec de l'électricité propre toute la journée.

Les éoliennes captent l'énergie du vent, qui alimente un générateur dans la turbine, et transforme cette énergie en électricité.

Le vent n'est pas toujours disponible, mais il a un léger avantage sur le solaire car il peut produire de l'électricité la nuit quand le vent souffle.

L'efficacité de l'énergie éolienne est mesurée par la quantité réelle d'énergie cinétique qui est convertie - ce qui signifie que lorsque le vent frappe l'éolienne, l'éolienne se déplace pour produire de l'énergie.

La plupart des éoliennes peuvent convertir environ la moitié du vent qui les frappe en énergie électrique, avec un taux de conversion plus élevé pour les éoliennes offshore en raison de la vitesse du vent plus élevée.

Lorsque l'on envisage d'utiliser des éoliennes, la géographie est le facteur le plus important.

Les systèmes éoliens nécessitent des environnements presque dépourvus de grands brise-vent et de bâtiments, il est donc plus logique de les positionner dans l'océan, dans les grands lacs américains ou dans le Midwest.

Les panneaux solaires peuvent être votre meilleure option si vous habitez dans le centre-ville qui regorge de nombreux bâtiments résidentiels et commerciaux, car ils peuvent être installés où vous le souhaitez et ne prendront pas beaucoup de place.

Les éoliennes doivent être situées bien au-dessus de tout obstacle susceptible de bloquer le vent pour être efficaces.

Donc, si vous vivez dans une zone rurale qui a beaucoup d'espaces ouverts, les éoliennes fonctionneront bien pour vous.

Innovation

L'essor de l'installation solaire sur les toits et l'adoption rapide dans le domaine architectural sont les principaux moteurs de la demande croissante de cellules solaires.

De plus, les récentes merveilles technologiques ont stimulé l'adoption de panneaux solaires pour produire de l'électricité.

Par exemple, les chercheurs ont développé une nouvelle conception qui pourrait extraire plus d'énergie des panneaux solaires.

De plus, les prix des panneaux solaires ont considérablement diminué au cours des deux dernières années.

De plus, des chercheurs de l'Université de Houston ont récemment publié un article dévoilant un dispositif hybride capable à la fois de capter et de stocker l'énergie solaire.

Dans une éolienne, en raison de décennies de raffinement, une pale moderne est "beaucoup plus sophistiquée en termes de conception aérodynamique, d'utilisation de matériaux, de processus de fabrication et de structure que jamais auparavant, et présente des caractéristiques fondamentalement différentes de celles d'autres applications aérodynamiques telles que les ailes d'avion, " ont écrit les experts.

« Certaines innovations clés incluent des vitesses de pointe plus élevées pour réduire le couple et minimiser le poids du groupe motopropulseur ; des profils aérodynamiques à plus grande vitesse et à grande portance pour une lame plus mince et plus légère ; et des formes de pointe innovantes pour atténuer le bruit.

Les innovations au fil du temps ont conduit à des lames modernes qui sont 90 % plus légère que la lame des années 1980 le serait si elle était simplement mise à l'échelle aux longueurs actuelles », ont-ils noté.

Parmi les exemples de percées récentes notables, citons la confection aéroélastique, « qui réduit passivement les charges en couplant la flexion et la torsion de la lame » ; des profils aérodynamiques à dos plat plus épais, qui permettent d'améliorer les performances aérodynamiques de la section porteuse près du moyeu ; et des modules complémentaires tels que des générateurs de vortex et des barrières de flux ; ainsi qu'une variété d'améliorations de fabrication.

Énergie solaire contre énergie éolienne Conclusion

Un système solaire ne produira pas d'électricité lorsque le soleil ne brille pas.

Une éolienne ne produira pas d'électricité si le vent ne souffle pas.

La réponse au type de source d'énergie alternative qui vous convient dépendra du type de temps dans votre région.

Cela dit, il est important de noter que vous n'avez pas besoin de vivre en Arizona, en Californie ou en Floride pour rentabiliser l'énergie solaire.

Même les systèmes solaires installés dans des régions du pays connues pour être nuageuses, comme le nord de l'État de New York ou l'Ohio, peuvent avoir des systèmes très rentables.

Bien que les éoliennes soient probablement moins chères à installer au départ, elles coûteront beaucoup plus cher à entretenir et à exploiter pendant la durée de vie du système.

Un système solaire, d'autre part, nécessitera peu d'entretien.

Pour résumer, nous avons un faible pour le solaire (même si nous sommes peut-être un peu biaisés...).

Mais en fin de compte, un système solaire ou une éolienne peut vous aider à économiser une somme importante sur vos factures d'électricité chaque mois.

L'un ou l'autre vous permettra également de faire la différence en réduisant votre dépendance aux sources d'énergie non renouvelables et en créant un monde plus propre pour les générations futures.