1. L’aluminium : l’épine dorsale des structures solaires
Cadres en aluminium :Les panneaux solaires sont construits avec une charpente à environ 85 % en aluminium. Ces cadres en aluminium soutiennent la conception et maintiennent la position dans les conditions de vent et de neige.
Systèmes de montage :Les grandes fermes solaires construisent des cadres en bois et placent de l'aluminium sur le dessus. Cet aluminium peut être ajusté pour positionner de manière optimale les panneaux solaires afin de capter le plus de lumière solaire.
Réflecteurs :Les systèmes solaires thermiques ont besoin de chaleur pour être efficaces. Un miroir recouvert d'aluminium peut obtenir 30 % de chaleur en plus. Cette chaleur est ensuite utilisée pour faire tourner les turbines des centrales solaires afin de produire de l’énergie.
En raison de ses propriétés inhérentes, l'aluminium est entièrement recyclable et ne nécessite que 5 % de l'énergie nécessaire au traitement du minerai de bauxite pour produire de l'aluminium à partir de matières premières. Les produits fabriqués en aluminium, comme les panneaux solaires, nous permettent de maximiser notre utilisation de l'aluminium grâce à la réutilisation.
2. Cuivre : le système nerveux de l’énergie solaire
Câblage et jeux de barres :Les fils de cuivre transmettent l'électricité produite par les cellules solaires aux onduleurs solaires et, finalement, au réseau électrique public. Le cuivre de haute-pureté réduit la résistance et peut réduire les pertes d'énergie jusqu'à 5 %, en raison d'une moindre génération de chaleur.
Onduleur – Lors de l'utilisation d'un onduleur à service continu, l'onduleur maintient sa résistance thermique pour éviter la surchauffe tout en convertissant la sortie électrique CC des panneaux solaires en sortie électrique CA pour le réseau utilitaire résidentiel et commercial ou les stations de recharge de véhicules électriques. Les stations de recharge pour véhicules électriques (VE) disposent de panneaux solaires avec des câbles en cuivre, permettant une recharge rapide grâce à leurs grandes capacités électriques.
Demande croissante :Chaque mégawatt de centrale solaire de capacité nominale nécessite 2 500 kilogrammes de cuivre. Avec la croissance continue des systèmes d’énergies renouvelables, la capacité solaire installée mondiale dépassera 1 térawatt d’ici 2030, date à laquelle la demande de cuivre pourrait doubler.
3. Synergie entre l'aluminium et le cuivre
Dans les installations solaires, l’aluminium et le cuivre sont souvent partenaires.
Pour illustrer : des tiges de mise à la terre en cuivre sont installées dans des cadres en aluminium pour aider à se protéger contre la foudre.
De plus, dans les centrales solaires à concentration, vous pourriez voir des réflecteurs en aluminium concentrant la lumière du soleil sur des échangeurs de chaleur en cuivre. C'est une combinaison de structure solide et de bon transfert de chaleur.
4. Défis et innovations en matière de durabilité
Ressources limitées :
La production d'aluminium à partir du minerai de bauxite produit 1,5 tonne de dioxyde de carbone (,) pour chaque tonne métrique produite pendant le processus de conversion de la bauxite en aluminium (,), le recyclage utilise donc 95 % d'énergie en moins et produit 95 % de CO₂ en moins que la production d'aluminium neuf.
Cuivre : L’extraction du cuivre consomme des tonnes d’eau et d’électricité. La biolixiviation est une initiative intéressante pour être plus respectueuse de l’environnement. Il utilise de minuscules organismes pour extraire le cuivre.
Des façons sympas de recycler :
City Mining : De vieux panneaux solaires ? Une mine d'or ! Nous pouvons récupérer des produits comme l'aluminium. Vous pouvez récupérer 95 % de l’aluminium et 98 % du cuivre des vieux panneaux solaires.
Cercle complet : certains acteurs, comme Tesla, intègrent des métaux recyclés dans des produits tels que de nouveaux gadgets solaires. C'est réutiliser des ressources.
5. L’avenir : au-delà de l’aluminium et du cuivre
Bien que ces métaux soient importants, les nouvelles technologies nous aident à utiliser différents matériaux pour l'énergie solaire :
Batterie électrique : comme nous n'avons pas besoin d'une batterie fine, nous n'avons pas besoin de plusieurs métaux silicatés, nous pouvons donc également utiliser plusieurs batteries silice-métal.
Graphène : Ce matériau, à base de carbone, pourrait remplacer le cuivre dans les couches qui envoient de l'électricité, ce qui signifie moins de poids et moins de coûts.
Matériaux mixtes : les scientifiques fabriquent des mélanges d'aluminium et de cuivre pour obtenir des éléments solaires plus solides et plus légers. Des éléments tels que les mélanges Al-Cu dans les structures de support peuvent réduire le poids de 30 % sans perdre en résistance.
