Énergie

DÉCOUVERTES : ÉNERGIE

  • Inventions : Énergie // Photo: © Big Face / fotolia.com Inventions : Énergie // Photo: © Big Face / fotolia.com
    Eicke Weber, *1949. Physicien et expert en énergie solaire

    ’’L’humanité vivra de l’énergie durable ou ne vivra pas.’’



    Comment utiliser l’énergie sans hypothéquer l’environnement et le climat ? Comment répondre à la demande énergétique croissante ? L’Allemagne s’appuie pour y répondre sur les énergies solaire et éolienne ainsi que sur la biomasse. Les chercheurs de Fraunhofer, dirigés par Eicke Weber, détiennent plusieurs records mondiaux pour l’efficacité énergétique des cellules photovoltaïques.

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© Fraunhofer

BOUQUET ÉNERGÉTIQUE INNOVATEUR

Les lumières s’éteindront-elles lorsque les réserves de gaz, d’huile et de charbon disparaîtront ? Les fournisseurs d’énergie du monde entier utilisent encore ces combustibles fossiles. Mais les énergies renouvelables peuvent assurer un approvisionnement continu en électricité. Un projet piloté par des chercheurs du Frauenhofer en collaboration avec diverses industries, en démontre la faisabilité.

Ainsi des douzaines de petits producteurs d’électricité utilisant les énergies solaire et éolienne ainsi que les biogaz sont reliés par internet à une centrale virtuelle à cycle combiné. Un contrôle centralisé protège des variations d’approvisonnements occasionnées par les caprices du soleil et du vent. Cette centralisation permet en outre d’accumuler l’énergie excédentaire qui peut être ensuite redistribuée sur le réseau selon les besoins.


Plusieurs sources d’énergies renouvelables forment ensemble une centrale à cycle combiné

    ÉCLAIRAGE FUTURISTE

    Papiers peints lumineux et films et écrans souples pour remplacer les ampoules ou les tubes néons à l’éclairage vacillant, les applications potentielles pour les diodes organiques électroluminescentes DELo (dit OLED) sont presque illimitées. Par exemple, les lecteurs MP3 et les écrans de téléphones portables utilisent déjà cette technologie. Ces diodes OLED sont constituées de semi-conducteurs intégrés à des couches de plastique très minces. Elles nécessitent très peu d’énergie et leur production est moins coûteuse que celle des diodes traditionnelles. Avec ces nouvelles diodes, il devient même possible de fabriquer des écrans souples.

    Les diodes OLED ont encore une durée de vie relativement faible. Des chercheurs de Dresde, de Postdam et de Mayence s’efforcent d’améliorer leur durée de vie, leur robustesse ainsi que leur rayonnement.

    Aller à la vidéo ''OLED – L’éclairage à partir de petites molécules“


    Les applications potentielles pour les diodes organiques électroluminescentes (OLED) sont presque illimitées
      © Fraunhofer

      FOCUS SUR LE SOLEIL

      À l’été 2014, des chercheurs de l’Institut Fraunhofer réussissent à opérer un module photovoltaïque à un taux d’efficacité de 36,7%, établissant ainsi un record mondial pour un système d’énergie solaire.

      Ce système, dit module concentrateur, est constitué de lentilles qui focalisent les rayons solaires, à l’instar d’efficientes cellules solaires sous-jacentes. Ces quadruples cellules photovoltaïques sont faites de couches semi-conductrices qui absorbent les différentes longueurs d’ondes de la lumière solaire. Contrairement aux cellules solaires classiques à base de silicium, celles-ci exploitent un spectre plus large de la lumière solaire.


      Le module concentrateur utilise la lumière solaire de manière particulièrement efficace

      Production de cellules solaires quadruples pour le module concentrateur
        © picture alliance / Keystone

        LE PRINCIPE DYNAMO ÉLECTRIQUE

        De l’énergie accessible à tous ? Ceci était inimaginable, il y a encore 150 ans. Le transport d’énergie sur de longues distances demande une transformation préalable en courant électrique produite par un générateur. De nombreux chercheurs conduisent à cette époque des expériences à l’aide d’appareils transformant l’énergie cinétique en énergie électrique grâce à la rotation d‘un conducteur électrique dans un champ magnétique.

        C’est en 1866 que l’ingénieur Werner von Siemens réussit une percée significative. Son générateur électrique ne nécessite aucune source d’alimentation électrique extérieure. Il fonctionne selon le principe de ‘‘rétroaction positive‘‘ en utilisant le magnétisme résiduel des électroaimants. Cela s’avère suffisant pour induire une faible intensité de courant qui peut ensuite amplifier le magnétisme. Ce faisant, Siemens peut ainsi réduire le poids de sa machine de 85% et son prix de 75%. Les fondements pour la distribution du courant électrique à grande échelle sont posées avec succès. Ceci n’est qu’une des idées innovatrices qui a contribué avec tant d’autres idées au succès planétaire de Siemens-Konzerns.


        Même dans les grandes centrales électriques modernes, partout où l’énergie mécanique doit être transformée en énergie électrique, des générateurs sont utilisés

        Dans les années 1920, la centrale de Walchenseek fournit la totalité de l’électricité en Bavière. Aujourd’hui, elle est toujours en fonction
          © Kara / fotolia.com

          UTILISATION OPTIMALE DE L’ÉNERGIE ÉOLIENNE

          Combien d’énergie peut être captée par une éolienne? Déjà en 1919, Albert Betz fait le calcul qu’il est impossible de transformer en électricité plus de 59% de l’énergie cinétique du vent. Pour se rapprocher au maximum de cette valeur, ce chercheur et scientifique de Göttingen expérimente en soufflerie sur différents profils de pales. Dès les années 1930, en collaboration avec Kurt Bilau, il réussit à développer une pale optimisant l’efficacité des éoliennes.


          Dans les régions habitées, la qualité sonore de l’environnement est tout aussi importante que l’efficacité des éoliennes

          Dans les parcs éoliens modernes, le profil des pales est optimisé pour obtenir un taux d’efficacité élevé