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RENEWABLE FORMS OF ENERGY LES ENERGIES RENOUVELABLES
RENEWABLE FORMS OF ENERGY LES ENERGIES RENOUVELABLES
Les énergies renouvelables
sont des ressources inépuisables. Fournies par le
soleil, le vent, la chaleur de la terre, les chutes d’eau, les
marées ou encore la croissance des végétaux et le
recyclage des déchets, leur exploitation n’engendre pas
ou peu de déchets ni d’émissions polluantes.
Toutes ces ressources peuvent être transformées en
énergie directement utile à l’homme sous forme de
chaleur, d’électricité ou de force mécanique.
On qualifie les énergies renouvelables d’énergies
« flux » par rapport aux énergies « stock », elles-
mêmes constituées de gisements limités de
combustibles fossiles : pétrole, charbon, gaz,
uranium.
Renewable forms of energy.
Inexhaustible resources produced by the sun, the wind, the heat of the earth, waterfalls, tides or even vegetable growth and recycled waste, their usage results in very little waste or toxic emissions.
All of these resources can be transformed into energy, harnassed directly by man in the form of heat, electricity or mechanical force.
Renewable energies are qualified as ‘flux’ energies, rather than ‘stock’ energies which are made up of limited quantities of combustible fossils such as petrol, carbon, gas and uranium.
In « Alternative économ
ique n°215 mai 2003
Inequal efforts
Percentage of renewable energy used in the total consumption of electricity by the EU in 2001, and the objectives for 2010.
World electricity production from renewable energy in 2001.World electricity production from renewable energy in 2001.
SOLAR ENERGY L‘ENERGIE SOLAIRE
Two forms of solar energy exist:
o photovoltaic
o solar thermic.
Il existe deux types d’énergie solaire :
o le photovoltaïque
o le solaire thermique.
When described by the french physicist Antoine Becquerel, the photovoltaic effect is simple in principle. The solar panels are composed of solar cells made of silicium, a semi-conductor material which houses electrons. Stimulated by the rays of the sun, these electrons become mobile and produce electricity.
Photovoltaic energy is mainly used for the production of electricity in isolated sites: rural electrification and irrigation (50%), telecommunications and signalisation (40%), domestic applications (10%).
Décrit par le physicien français Antoine Becquerel, l’effet photovoltaïque est simple dans son principe. Les panneaux solaires se composent de photopiles constituées de silicium, un matériau semi-conducteur qui abrite des électrons. Excités par les rayons du soleil, les électrons entrent en
mouvement et produisent de l’électricité. L’énergie photovoltaïque est surtout utilisée pour la fourniture d’électricité dans les sites isolés: électrification rurale et pompage de l’eau (50%), télécommunications et signalisation (40%), applications domestiques (10%).
Le solaire thermique,
ne produit pas d’électricité mais de la chaleur.
Grâce à de grands panneaux sombres dans lesquels circulent de l’eau, on récupère la chaleur du soleil pour chauffer l’eau.
Cela permet notamment, d’alimenter des chauffe-eau solaires.
Solar thermic,
Produces heat rather than electricity.
The heat from the sun is used to heat water through the use of large dark panels in which the water is diffused.
Particularly efficient for solar hot water tanks/boilers.
Advantages of solar energyAvantages de l’Energie Solaire
A decentralised form of energy which, thanks to a system of indirect lighting, works even when the sun is not shining
An improvement in the rate of conversion of silicium crystals into electricity has ensured a significant drop in the cost of photovoltaic modules : from 60 euros/W in 1975 to 3,5 euros/W in 2003!
Une énergie décentralisée qui fonctionne même quand le soleil ne brille pas, grâce à la lumière diffuse.
L’amélioration du taux de conversion du silicium cristallin en électricité a permis un baisse spectaculaire du coût des modules photovoltaïques : de 60 euros/W en 1975 à 3,5 euros/W en 2003
… and disadvantages ….et inconvénients
Le coût du kilowattheure reste plus élevé que celui du vent ou de la géothermie.
La fabrication des panneaux est encore très énergivore!
The cost of the kilowatt per hour remains higher than that of wind or geothermic energy.
The production of panels is still very energy-consuming!
HYDRAULIC ENERGY L’ENERGIE
HYDRAULIQUE
Hydraulic energy is generated by waterfalls, rivers, tides etc. Energy is produced through the use of a dam. Water is channelled towards the dam, flows though a turbine and activates an alternator, which in turn transforms mechanical energy into electrical energy. The power available depends on two factors: the height of the waterfall and the flow of water.
L'énergie hydraulique est fournie par les chutes d'eau, les rivières, les marées. Elle produit de l'électricité grâce à un barrage. L'eau qui est canalisée vers un barrage coule sur une turbine qui entraîne un alternateur.Ce dernier transforme l’énergie mécanique en énergie électrique. La puissance disponible dépend de deux facteurs: la hauteur de la chute d’eau et le débit d’eau.
Advantages of Hydraulic energy Avantages de l’Energie Hydraulique
This energy offers large production capacities and does not emit greenhouse gasses.
A hydraulics system is easily integrated into the natural environment, provided that the natural flow of a river is respected, and alternative streams for fish are implemented.
Cette énergie offre de bonnes capacités de production et n’émet pas de gaz à effet de serre.
La petite hydraulique peut s’intégrer à l’environnement, à condition de respecter le cours naturel des rivières et d’installer des passes à poissons.
….and disadvantages ….et inconvénients
Les grands barrages entraînent des déplacements de populations (exemple en Chine).
Ils perturbent le fonctionnement naturel des cours d’eau, contribuent à l’assèchement de certaines zones et empêchent la migration des poissons.
Large dams can force populations to be moved (eg in China).
They disturb the natural function of water currents, provoke drought and prevent fish from migrating.
GEOTHERMIC ENERGY L’ENERGIE GEOTHERMIQUE
The word geothermic comes from the greek words geo (earth) and therme (heat). Geothermics is a science devoted to the study of underground thermal energy phenomenae such as steam and hot water, which circulate in certain rocks and at certain depths. The water is collected and then redistributed in order to supply a public heating network. In France 160 000 homes (Ile-de-France and Aquitaine) are heated through this form of energy. Other forms of exploitation are also possible – in Guadeloupe, a geothermic energy production centre has been
built to power the guadeloupean electricity grid.Le mot géothermie vient des mots grec géo(terre) et
therme (chaleur). La géothermie est une science qui étudie les phénomènes thermiques internes du globe terrestre . Dans certaines roches et à certaines profondeurs circule de l’énergie, sous forme de vapeur et d’eaux chaudes. Ces eaux sont collectées puis distribuées pour alimenter des réseaux de chauffage urbains. En France, 160 000 logements (Ile-de-France et Aquitaine) sont chauffés grâce à cette forme d’énergie.
D’autres utilisations sont possibles. En Guadeloupe, une centrale de production d’électricité géothermique a été construite et permet d’alimenter le réseau électrique
guadeloupéen.
Advantages of geothermic energy Avantages de l’Energie Géothermique
According to an american comparative study, it is the cheapest form of alternative energy.
Selon une étude américaine comparative, c’est l’énergie alternative la moins chère.
… and disadvantages …. et inconvénients
Does not work everywhere.
Elle ne fonctionne pas partout.
WIND ENERGY L’ENERGIE EOLIENNE
Wind energy is the movement of air within an artificial column of wind. The transformation into mechanical energy is made possible by the use of wind turbines. Turbines equipped with an electrical generator are known as aerogenerators.
L'énergie éolienne est l'énergie qui met en mouvement l'air, en déplacement dans une veine de vent. Sa transformation en énergie
mécanique se fait au moyen d'éoliennes. Lorsque ces éoliennes sont équipées d'un générateur électrique, on les appelle des
aérogénérateurs.
Wind energy has been in use since ancient times. As early as 200 BC the persians were using a very basic version of the wind turbine with a vertical axis. Wind wheels first appeared in France and England at the beginning of the XII century and soon became common practice across all of Europe.
L'énergie éolienne a été domestiquée depuis l'Antiquité.Les Perses utilisaient des formes rudimentaires d'éoliennes à axe vertical dès 200 av.J.-C..Les roues éoliennes apparurent en France et en Angleterre au début du XII ème siècle, puis leur usage se généralisa dans toute l'Europe.
Dans « Ca M’intéresse » n°267 mai 2003
In « Ca M’intéresse » n°267 may 2003
How a wind turbine produces current.
This is a working diagram of a recent and highly efficient aerogenerator. Belonging to the danish company Nordex, several hundred examples have already been sold.
Air pressure is captured by fibre glass vanes (1) and turns a rotor (2), which is linked to a gear box (3). Through a drive shaft (4), the gear box activates a 1300 kW electric generator (5). The model also includes a brake (6). The positioning of the wind turbine is controlled by an electric weathercock (7) which uses a motor (8) to turn it towards the wind. At the same time, a wind gauge joined to the weathercock determines the appropriate gear box speed in relation to the wind force.
Advantages of Wind energy Avantages de l’Energie Eolienne
Growing competitivity. The cost of wind electricity at a worldwide level was reduced by a factor of 7 between 1980 and 2000.
The capacity installed in France grew by 62,8% in 2002.This was a direct result of prices being frozen in 2001: 0,008 euros per kilowatt for the first five years, followed by at least 0,05 euros for the following ten.
Sa compétitivité croissante. Au niveau mondial, le coût de l’électricité éolienne a été divisé par 7 entre 1980 et 2000.En France, la fixation en 2001 d’un prix de rachat de 0,008 euros le kilowatt pendant cinq ans, puis au moins 0,05 euros pendant 10 ans, a permis une croissance de la capacité installée de 62,8% en 2002.
… and disadvantages… et inconvénients
Blot on the landscape, noise and implementation tend to worry locals.
L’impact sur le paysage, le bruit et les travaux d’implantation inquiètent les riverains.
BIOMASS ENERGY L’ENERGIE DE LA BIOMASSE
This generical term refers to all forms of organic matter. The use of biomass as a form of energy requires several different techniques.
Biomass is generally used in three different ways:
Ce terme générique désigne toute matière d’origine organique. Les utilisations énergétiques de la biomasse recouvrent un grand nombre de techniques.
Globalement, on peut utiliser la biomasse de trois façons différentes:
1 – By burning it : can be used as a combustible fuel for boilers through the use of wood chips, harvests and certain wastes (household, industrial or agricultural residues).
1 - En la brûlant : on s’en sert comme d’un combustible de chaudière avec des déchets de bois, de récoltes, de certains déchets (ménagers, industriels ou résidus agricoles).
2 – By allowing it to decompose : certain wastes liable to putrify (mud from waste water purification stations or the organic breakdown of household waste) are broken down by bacteria and produce biogas.
Once filtered, this mixture of gas, composed mainly of methane, can be used to supply boilers or even vehicles.
2 - En la faisant se décomposer : sous l’effet des bactéries, certains déchets putrescibles (boues des stations d’épuration des eaux usées ou la fraction organique des déchets ménagers) produisent du biogaz.
Ce mélange de gaz composé en majorité de méthane sera une fois épuré, utilisé pour alimenter des chaudières ou des véhicules.
•3 – By transforming it chemically :
Certain cultures such as rapeseed, beetroot or certain cereals, such as wheat, can be transformed into biofuel, which in turn can be used to reduce the toxic emissions from our own cars.
•3 - En la transformant chimiquement :
certaines cultures comme le colza, les betteraves ou certaines céréales, telles que le blé, peuvent être transformées en biocarburant, ce qui réduit certaines émissions polluantes de nos voitures.
Advantages of biomass energy Avantages de l’énergie de la biomasse Simply recovers
methane which would normally be rejected into the air. Methane contributes 20 or 30 times more to global warming than CO2.
Biofuels reject less unburnt hydrocarburants and sulphur oxide.
On récupère le méthane qui, sinon, serait rejeté dans l’air. Or, l’effet réchauffant de ce gaz sur le climat est 20 à 30 fois plus fort que celui du CO2
Les biocarburants rejettent moins d’hydrocarbures imbrûlés et d’oxyde de soufre.
… and disadvantages … et inconvénients
La valorisation du lisier de porc comme dans le Finistère ou de la bouse de vache, peut cautionner la poursuite d’une agriculture intensive et polluante.
Betterave et colza sont cultivés avec de nombreux engrais et pesticides.
Over-valuing pig or cow manure, as is the case in the Finistère county, could justify/encourage the pursuit of an agricultural method which is extremely intensive and polluting.
Beetroot and rapeseed are grown with various fertilisers and pesticides.
Our sources …
Nos sources …
Bibliography BibliographieFor our research we used the following :
o Reviews :
Renewable energies, true and false . Ca M’intéresse, 2003, n°267, pp.28-34
Energy : why we must consume less. Alternatives économiques, 2003, n°215, pp.42-51
o CD-ROM :
Renewable energies : how do they work? ._ CRDP de Grenoble, 2000
o Educational package: :
Energy at stake and long-lasting development. EDF, 2002Pour effectuer nos recherches, nous avons utilisé :
o des Revues :
Energies renouvelables, le vrai et le faux . Ca M’intéresse, 2003, n°267, pp.28-34
Energie : pourquoi il faut consommer moins. Alternatives économiques, 2003, n°215, pp.42-51
o CD-ROM :
Les Energies renouvelables : comment ça marche? ._ CRDP de Grenoble, 2000
oMallette pédagogique :
Enjeux énergétiques et développement durable. EDF, 2002
Bibliography (cont.) Bibliographie (suite)o Books :
Barruel, François . Energy from the planet . Paris : Sang d’encre, 2002 .
Cunty, Guy . Wind turbines and aerogenerators : a guide to wind energy . Aix-en-Provence : Edisud, 2001.
Graham, Ian . Hydraulic energy . Bonneuil-les-Eaux : Gamma, 2000.
Graham, Ian . Geothermics and bioenergy . Bonneuil-les-Eaux : Gamma, 1999.
Lhomme, J.Ch. Renewable energies : a history, review and perspectives . Paris : Delachaux et Nestlé, 2001.o des Livres :
Barruel, François . Les Energies de la planète . Paris : Sang d’encre, 2002 .
Cunty, Guy . Eoliennes et aérogénérateurs : guide de l’énergie éolienne . Aix-en-Provence : Edisud, 2001.
Graham, Ian . L’ Energie hydraulique . Bonneuil-les-Eaux : Gamma, 2000.
Graham, Ian . Géothermie et bioénergie . Bonneuil-les-Eaux : Gamma, 1999.
Lhomme, J.Ch. . Les Energies renouvelables : histoire, état des lieux et perspectives . Paris : Delachaux et Nestlé, 2001.
oBanque d’images de la BIPS : http://bips.cndp.fr (images libres de droit)
o Le site d’EDF : http://www.edf.fr
o Le site de la Fondation Nicolas Hulot pour la Nature et l’Homme : dossier énergies http://www.fnh.org
o Le site de l’Observatoire des énergies : http://www.observ-er.org
o Le site de l’ADEME PACA (Agence de l’Environnement et de la Maîtrise de l’Énergie) http://www.ademe.fr/paca/
o Un grand débat national sur les énergies a été lancé en France. Un espace enseignants offre des ressources à vocation pédagogique destinées aux élèves. Site très riche
http://www.debat-energie.gouv.fr/site/
Web sites Sitographieo BIPS photo gallery : http://bips.cndp.fr (no rights reserved)
o EDF web site : http://www.edf.fr
o Nicolas Hulot Foundation for Nature and Man : various energy dossiers http://www.fnh.org
o Energy Observatory : http://www.observ-er.org
o ADEME PACA (Agency for the Environnement and Harnassing/mastering Energy) http://www.ademe.fr/paca/
o A large national debate on energy has been launched in France. A webspace for teachers offers educational material ideal for classrooms. An extremely rich site.
http://www.debat-energie.gouv.fr/site/
These slides were prepared by the pupils of 1st STI from
LPTR L’ESTAQUE 2002 – 2003
We hope that you have enjoyed them… See you
soon
Thank you very much MarkTaylor for the translation Ces pages ont été réalisées par les élèves
de 1ère STI du LPTR L’ESTAQUE 2002 – 2003
Nous espérons qu’elles vous ont plu… A
bientôt Merci beaucoup ,Mark Taylor, pour la
traduction
