Un projet d’énergie renouvelable est un projet qui vise à produire de l’énergie de manière durable en n’exploitant pas de ressources naturelles épuisables telles que les combustibles fossiles. L’énergie nucléaire n’est pas considérée comme durable car elle nécessite l’exploitation de gisements d’uranium non renouvelables. Les projets d’énergie renouvelable utilisent une grande variété de sources d’énergie qui peuvent être réparties en quatre types principaux : lumière, chaleur, cinétique et chimique. L’énergie solaire est un exemple de lumière comme source d’énergie ; l’énergie solaire et géothermique sont des exemples de chaleur comme source d’énergie ; l’énergie hydroélectrique, éolienne, houlomotrice et marémotrice sont des exemples d’énergie cinétique, ou l’énergie du mouvement ; et la biomasse et l’énergie des biocarburants sont des exemples d’énergie chimique, ou l’énergie enfermée dans des composés chimiques qui peuvent être libérés par la combustion.
Bien que la chaleur puisse être utilisée directement pour chauffer les bâtiments, l’objectif habituel d’un projet d’énergie renouvelable est de produire de l’électricité. L’énergie solaire peut générer de l’électricité par effet photoélectrique, par lequel certaines substances produisent un courant électrique lorsqu’elles sont exposées à la lumière, mais la plupart de l’électricité est générée à l’aide de turbines qui peuvent être entraînées par de la vapeur produite par des sources naturelles de chaleur ou directement par des sources d’énergie cinétique. Les biocarburants pourraient être utilisés directement pour alimenter les véhicules, comme alternative aux carburants fossiles.
Les préoccupations concernant l’épuisement des sources d’énergie non renouvelables ont conduit à la mise en œuvre généralisée de projets d’énergie renouvelable. Le changement climatique, la pollution et la sécurité des centrales nucléaires sont également des préoccupations qui ont contribué à la recherche d’énergies renouvelables. De nombreuses recherches ont été menées pour trouver des moyens efficaces et rentables d’exploiter les sources d’énergie renouvelable.
L’énergie solaire peut être exploitée de deux manières principales. Les cellules photovoltaïques, souvent appelées cellules solaires, convertissent directement la lumière en électricité et peuvent être regroupées en grands panneaux solaires qui génèrent des quantités importantes d’énergie. Ceux-ci peuvent être utilisés à petite échelle pour fournir de l’électricité aux maisons ou dans de vastes réseaux pour la production d’électricité à grande échelle.
Une autre méthode d’exploitation de l’énergie solaire consiste à utiliser des miroirs pour concentrer l’énergie du soleil sur une cible. Cela génère de la chaleur pour entraîner une centrale électrique qui pourrait produire de la vapeur pour entraîner une turbine ou utiliser l’expansion du gaz chauffé pour entraîner un piston. Alternativement, à plus petite échelle, la chaleur peut être utilisée directement pour fournir de l’eau chaude ou pour cuisiner.
Un projet d’énergie renouvelable basé sur l’énergie géothermique utilise la chaleur provenant du noyau terrestre comme source d’énergie. Il ne s’épuisera pas avant des milliards d’années, il est donc considéré comme renouvelable. Les projets d’énergie alternative pourraient exploiter l’énergie géothermique en utilisant de l’eau chaude naturelle près de la surface pour chauffer les bâtiments ou en pompant de l’eau dans des sources de chaleur profondément souterraines, en la convertissant en vapeur pour alimenter des turbines.
Les projets hydroélectriques à grande échelle exploitent l’énergie potentielle des masses d’eau élevées, en utilisant le flux d’eau alimenté par gravité pour entraîner des turbines. Ces projets nécessitent un terrain approprié et des quantités importantes d’eau de surface, et la plupart des projets hydroélectriques ont impliqué la construction de barrages et l’inondation de zones de terrain. Des projets à plus petite échelle impliquant l’eau courante des rivières ont également été mis en œuvre.
L’énergie éolienne est exploitée à l’aide d’éoliennes. Ceux-ci se composent normalement de trois pales montées sur une colonne métallique. La rotation des pales entraîne une turbine pour la production d’électricité. Les éoliennes peuvent être installées individuellement pour fournir de l’énergie aux bâtiments, mais pour la production d’électricité à grande échelle, elles doivent être installées en grand nombre, créant des «parcs éoliens» couvrant de vastes étendues de terrain.
Les projets d’énergie renouvelable basés sur l’énergie des vagues et des marées produisent de l’électricité en utilisant le mouvement de l’eau des océans. Les générateurs d’énergie houlomotrice exploitent le mouvement des vagues océaniques et reposent sur la conversion du mouvement des vagues en mouvement de rotation. Cela pourrait être réalisé par des usines à terre qui utilisent les vagues entrantes pour forcer l’air à travers une chambre dans une turbine ou par des structures offshore qui captent l’énergie cinétique des vagues et l’utilisent pour pomper le fluide vers une usine à terre. Il existe de nombreuses conceptions, certaines impliquant de longs tubes flexibles qui flottent à la surface et d’autres impliquant des barrières articulées qui se déplacent d’avant en arrière.
L’énergie marémotrice peut être captée à l’aide d’un barrage qui agit comme un barrage sur l’estuaire d’une rivière marémotrice. L’eau des marées entrantes ou sortantes est forcée à travers des tunnels pour entraîner des turbines. Bien que le potentiel de production d’énergie soit considérable, les barrages marémoteurs ne produisent de l’électricité que lorsque les marées coulent et pourraient perturber les écosystèmes délicats des estuaires.
Un projet d’énergie renouvelable à base de biomasse utilise de l’énergie chimique emprisonnée dans des matières organiques. Ces projets pourraient utiliser directement la biomasse en brûlant des déchets agricoles ou l’utiliser pour produire des carburants alternatifs, tels que l’éthanol issu de la fermentation de la canne à sucre ou le méthane issu des eaux usées et des déchets animaux. Bien que ces ressources soient renouvelables, les biocarburants produisent du dioxyde de carbone tout comme les combustibles fossiles. De nombreuses personnes pensent donc qu’ils contribuent au changement climatique.