La récupération de l’énergie solaire Exposé par Alexandre Jonathan Lajara Baptiste

Sommaire I.Introduction 1.1 L’énergie solaire,qu’est ce que c’est? 1.2 Comment la récupérer? II.Les panneaux solaire 2.1 Trois types de panneaux solaire 2.2 Zone d’ensoleillement de la France III.Coût d’une installation 3.1 Chez EDF 3.2 Exemple concret IV.Utilisation au niveau mondial 4.1 Utilisable par tous? 4.2 Différentes structure V.Avantages/Inconvénients 5.1 Avantages 5.2 Inconvénients VI.Conclusion

I.Introduction 1.1 L’énergie solaire L'énergie solaire est l‘énergie que dispense le soleil par son rayonnement, directement ou de manière diffuse à travers l‘atmosphère. Cette énergie du soleil nous arrive sous forme de rayonnement électromagnétique. Une partie de l’énergie donnée par le soleil est absorbée au moment où le rayonnement franchit l’atmosphère terrestre. Toutefois, l’énergie solaire qui nous arrive reste bel et bien la plus grande source d’énergie. C'est une source d’énergie renouvelable et totalement non polluante . A l'exception de l’énergie nucléaire, de la géothermie et de l’énergie marémotrice (mouvement de l’eau créé par les marées), l'énergie solaire est à l'origine de toutes les énergies sur Terre .

1.2 Comment la récupérer? Il est possible d'exploiter l’énergie solaire de plusieurs manières : en construisant un logement de manière à récupérer directement la lumière du soleil pour l'éclairer, et la chaleur pour le chauffer ; en utilisant des capteurs thermiques pour chauffer un bâtiment, un chauffe-eau ou même une piscine ; en récupérant la lumière du soleil pour la transformer en électricité grâce à des capteurs photovoltaïques* ; enfin, en convertissant la chaleur du soleil en électricité via des centrales électriques solaires. Au travers de différents procédés et méthodes de transformation, l’énergie solaire permet : - la production d’électricité -le chauffage et le refroidissement -les applications technologiques et chimiques * Capteurs photovoltaïques : capteurs convertissant la lumière en électricité

II.Les panneaux solaire 2.1 3 types de panneaux solaires : -Panneaux solaires photovoltaïques Installés en toiture ou sur le sol à proximité des habitations, les panneaux photovoltaïques exposés au soleil produisent du courant continu. Après transformation par l’onduleur en courant alternatif 220 V, ce dernier pourra être utilisé soit directement, soit être stocké dans la batterie d’accumulateurs pour une utilisation ultérieure. Le rendement d'une installation photovoltaïque est estimé entre 15-17 % (en 2007 en Europe) soit 160 kWh/an/m² ou 160 GWh/an/km² avec des besoins mondiaux estimés à 19 000 TWh (chiffre 2006).

-Panneaux solaires monocristallin Les cellules photovoltaïques de ces panneaux sont fabriquées à partir de tranches d'un cristal de silicium cylindrique. C'est la technologie la plus performante, avec un rendement de 15% environ, mais le procédé de fabrication exige la production de silicium monocristallin, ce qui conduit à un prix de revient légèrement supérieur aux autres technologies. Rendement de 15 %, il faut: 1.000 W / 150 W = 6,66 m² de panneaux -Panneaux solaires polycristallin Dans ce cas, les cellules sont fabriquées à partir des chutes de silicium qui sont recristallisées, puis tranchées. Ces panneaux sont moins onéreux que les panneaux monocristallins, car leur procédé de fabrication est plus simple. Cependant, leur rendement est légèrement inférieur, aux alentours de 12%.

2.2 Zone d’ensoleillement de la France

III.Coût d’une installation 3.1 Chez EDF Un générateur d’une puissance moyenne de 1800 W pour application domestique coûte entre 20 000 € et 40 000 €. Vu l’importance de ces coûts, l’utilisateur d’une installation photovoltaïque en site isolé doit s’engager à s’équiper d’appareils électriques économes en énergie, afin de limiter au maximum sa consommation. En contrepartie, la majeure partie du générateur est financée par différentes entités et fonds publics (EDF,Département,région,etc.) et le client ne prendra en charge qu’environ 50 % du coût du générateur. Un contrat est systématiquement souscrit auprès d’EDF, qui a donc en charge l’entretien, le dépannage et le renouvellement du parc de batteries en fin de vie.

3.2 Exemple concret Lorsque un lave linge ou un lave vaisselle travaillent, a peu près 80 % de l'énergie consommée, pour un cycle de lavage, est consécutive au réchauffement de l'eau. Si une famille fait 4 lavages de linges et 5 vaisselles par semaine; la consommation annuelle en électricité serait de 9 lavages x 52 semaines x 1,2 Kw (consommation moyenne pour 1 lavage) = 563 Kw/an. Dans le cas idéal ou on pourrai fournir avec des panneaux solaire, la totalité de cette eau chaude; l'économie serait considérable (80% x  563 KW = 450Kw/an d'économisé!!).

IV. L’énergie solaire en grande quantité 4.1 zone d’ensoleillement mondiale Besoin mondiaux en électricité : en moyenne, 2500 kWh par personne par an 6 milliards d’habitants : 15 1012kWh d’électricité par an

4.2 Différentes structures -Les tours solaires Projet australien : 3,5 km de diamètre, tour de 1000 m de haut, 200 MWe, effet cheminée

- Centrale solaire Une centrale solaire thermique est constituée d'un champ de capteurs solaires spéciaux appelés héliostat qui concentrent les rayons du soleil. Les miroirs paraboliques sont concentrés sur des tubes où un liquide caloporteur est porté à haute température. Ce liquide caloporteur envoyé dans une chaudière transforme de l'eau en vapeur. La vapeur fait tourner des turbines qui entraînent des génératrices d'électricité.

V.Avantages/Inconvénients Le solaire reste une source d’énergie encore peu développée et relativement chère. Mais son avenir semble assuré en raison de l’augmentation des prix des énergies fossiles à laquelle il faut s’attendre dans les années à venir. L’énergie solaire est propre, ne dégage pas de gaz à effet de serre et ne produit pas de déchets toxiques. Elle ne pourra pas remplacer à elle seule les énergies fossiles, du fait des surfaces gigantesques disponibles dont on aurait besoin pour cela, mais elle permet néanmoins de réaliser d’importantes économies d’énergie. Les technologies du solaire domestique sont efficaces et éprouvées. Et des progrès techniques considérables vont encore être accomplis : les chercheurs d’universités de plusieurs pays rivalisent d’ingéniosité pour créer une « maison solaire », dépendante uniquement du soleil pour sa consommation d’énergie.

5.2 Inconvénients Les investissements dans le solaire restent assez coûteux. Pour intéresser les investisseurs privés et les particuliers qui voudraient s’équiper, le solaire doit pour l’instant être subventionné directement ou indirectement par les gouvernements dans les pays développés. C’est encore plus vrai pour les pays en développement. Pourtant, l’énergie solaire semble particulièrement bien adaptée aux pays tropicaux et équatoriaux (les pays du soleil !). Mais les obstacles sont nombreux : - investissements coûteux ; - réseaux de distribution du matériel à mettre en place ; - matériel relativement fragile ; - personnel local à former pour l’installation, les réparations et la maintenance du matériel ; - manque d’infrastructures et d’installations permettant de distribuer et d’utiliser l’électricité solaire produite. Obstacles nombreux mais pas insurmontables ! Comme souvent, il suffirait d’y consacrer l’argent nécessaire, mais ces pays sont entièrement dépendants de l’aide économique des pays riches. C’est pour cela que les pays développés sont responsables non seulement de leur politique énergétique, mais aussi de celle des tous les pays pauvres de la planète.

VI.Conclusion Nous consommons de l'énergie à chaque instant pour nous éclairer, nous chauffer, notre civilisation moderne, notre industrialisation est grande consommatrice d'énergie. Comment assurer cet avenir ? Le soleil produit de l’énergie en abondance, beaucoup plus que ce que nous pouvons consommer. Même  avec notre grand besoin d’énergie, le soleil fournit en permanence  10.000 fois la consommation de l’humanité entière. Avec une espérance de vie plusieurs milliards d’année, il est aussi la source d’énergie la plus durable. Le soleil est une source sur laquelle on peut compter, y compris en Europe. Pour couvrir la totalité des besoins mondiaux en électricité avec le solaire photovoltaïque, une surface de 145.000 km² serait suffisante dans les conditions européennes d’ensoleillement. Cette surface correspond à un carré de 380 kilomètres de coté, soit seulement  1.5% de la superficie de l’Europe (10.5 millions de km²).

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