Tu marches à quoi? au soleil !!!

L’énergie solaire Transmise à la Terre à travers l'espace, sous forme de :  particules d'énergie, les photons  rayonnement Des capteurs adaptés permettent de la transformer en :  chaleur : énergie thermique  électricité : énergie photovoltaïque

Un peu d’histoire 1800 Becquerel : découvre l’effet photovoltaïque Einstein : l’explique 1955 Débuts des cellules photovoltaïques dans l’industrie (spatiale, centrales, produits de consommation) 1995 Réinjection de la production particulière dans le réseau public (rachat)

Fabriquer de l’électricité Du potentiel :  en France, un mètre carré de sol horizontal reçoit annuellement de 1000 à 2000 kWh d'énergie solaire équivalent à l’énergie contenue dans 15L de pétrole (0,013 Tep) consommation moyenne annuelle : 4,3 Tep/Pers. ~40% de l’énergie consommée est électrique

Système photovoltaïque Panneaux solaires, composés de plusieurs modules  regroupant plusieurs cellules photovoltaïques (en série), qui transforment directement le rayonnement solaire en électricité  à orienter pour maximiser l’exposition aux photons  fournissent de 5W à 200W selon la taille Régulateur : protège les batteries des surcharges excessives et prolonge ainsi la durée de vie de la batterie (5 à 7 ans) Batterie (12V, 24V, 48V) : stocke l'électricité pour la restituer quand il n’y a pas de soleil Onduleur : transforme le courant continu produit en courant alternatif Récepteur : consomme l’électricité

Cellule photovoltaïque Verre Anti-reflet Grille conductrice Semi-conducteur « dopé N » Semi-conducteur « dopé P » Conducteur Photons Déplacement d’électron Qq mm

Cellule photovoltaïque Les photons cèdent leur énergie aux électrons du semi-conducteur « dopé N » Les électrons libérés sont attirés par le semi- conducteur « dopé P »  Création d’une tension (~0,5V par cellule, suffisant pour alimenter une calculatrice ou une montre), transformée en courant continu Semi-conducteur : souvent du Silicium  « dopé N » : avec du Phosphore : a un excès d’électron  « dopé P » : avec l’Aluminium : a un défaut d’électron

Utilisation Durée de vie d’un module : 30 ans Retour énergétique : ~3 ans pour compenser l’énergie dépensée pour le fabriquer Montres, calculatrices Habitations : éclairage, électroménager… Éclairage public, parc-mètres… Station de pompage Systèmes de télécommunications : radio, télévision, téléphonie mobile et fixe... Domaine spatial : satellites

Intérêts et limites Fiable : pas de pièces mobiles Souple et modulaire : du milliWatt au mégaWatt Coût de fonctionnement limité : entretien réduit Qualités écologiques : non polluant, silencieux, pas de déchets, « recyclable » Coût de fabrication et investissement élevés :  Coût de l’électricité photovoltaïque (calculé sur 20 ans) est de $ 0.25 /kWh (comparé au coût moyen de l'électricité aux EU de $ 0.1 /kWh)  Un panneau peut coûter de plusieurs centaines d'euros à plusieurs milliers d'euros  Coût élevé d’une installation de stockage et de transformation (continu=>alternatif) Rendement encore faible (~30%)  Peu accessible pour les particuliers  Mais très intéressant pour alimenter les zones isolées/éloignées du réseau électrique

Sources et liens intéressants

Les sources d’énergie Énergies renouvelables  Solaire  Biomasse  Hydraulique  Éolienne  Marine  Géothermique Énergie nucléaire  Fission, radioactivité, fusion Énergie fossile  Pétrole, gaz naturel, charbon…

Le solaire thermique Produire de la chaleur  Utilisation la plus importante de l’énergie solaire  En particulier de l’eau chaude sanitaire Fonctionnement  L’eau traverse le capteur solaire en circulant dans les tubes  À l’intérieur du capteur, la température est élevée car la chaleur du soleil y est piégée par effet de serre  Les tubes sont en contact avec une plaque métallique appelée l’absorbeur. (noire pour mieux absorber la chaleur)  La chaleur est alors facilement transmise aux tubes puis à l’eau  Un capteur solaire d’une surface de 3 à 5 m2 est suffisant pour produire 150 litres d’eau chaude par jour … et on peut même utiliser le solaire thermique pour faire de l’électricité (merci la thermodynamique…)

Le solaire passif Conception bioclimatique :  tenir compte du soleil dans l’architecture des constructions  prendre des mesures d’isolation  Des économies d’énergies !

Silicium Élément le plus répandu après l'oxygène :  28% de l’écorce terrestre  Environ 40 % des minéraux courants en contiennent (quartz, onyx, silex, cristobalite, sable…) N'existe jamais à l'état natif ou libre dans la nature Elément semi-métallique, n° atomique 14 Imperméable à l’air Dur

Semi-conducteur Conductivité électrique : capacité d’un matériau à conduire l’électricité  Conducteurs : Cuivre, Argent, Aluminium  Isolants : Diamant, Verre Semi-conducteur : sa conductivité augmente avec la température (la lumière, les impuretés) : Silicium, Sélénium, Arséniure de gallium