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L'ENERGIE PHOTOVOLTAIQUE. Comment s'effectue la conversion de la lumière en énergie électrique ? Quelle sera l'importance de l'énergie photovoltaïque dans le futur ?. SAAINE Youssef 2011/2012. SOMMAIRE. IV-Le photovoltaïque, solution au problème énergétique ? - PowerPoint PPT Presentation
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Comment s'effectue la conversion de la lumière en énergie électrique ?
Quelle sera l'importance de l'énergie photovoltaïque dans le futur ?
Comment s'effectue la conversion de la lumière en énergie électrique ?
Quelle sera l'importance de l'énergie photovoltaïque dans le futur ?
SAAINE Youssef 2011/2012
L'ENERGIE PHOTOVOLTAIQUEL'ENERGIE PHOTOVOLTAIQUE
SOMMAIRESOMMAIRE I-Introduction
II-L'effet photovoltaïque– Quelques définitions
– Historique
– Les photopiles
– La conversion photovoltaïque
– Le rendement
III-Applications
– Domaine industriel et services publics L'espace Les centrales photovoltaïques Les services publics
– Pour le particulier L'urbanisme Habitations isolées Les transports Biens de consommation
IV-Le photovoltaïque, solution au problème énergétique ?
V-Les avantages et les inconvénients du photovoltaïque.
– Les avantages
– Les inconvénients
VI-Conclusion
INTRODUCTIONINTRODUCTION
Ressources les plus utilisées: fossiles et nucléaires
Mais elles se raréfient
Energies renouvelables: Marémotrices, Eoliennes, Solaires ?
Energies solaires:
Thermique
Thermodynamique
Photovoltaïque
II-L'EFFET PHOTOVOLTAIQUEII-L'EFFET PHOTOVOLTAIQUE
a) Quelques définitions
La conversion photovoltaïque: transformation directe de la lumière en énergie électrique grâce à des cellules.
Photovoltaïque:"photo" qui signifie lumière"volta" du nom de l'inventeur de la première pile électrique
Photopile: Cellule qui utilise l'effet photovoltaïque pour produire de l'électricité. Si on en rassemble plusieurs, on obtient un panneau photovoltaïque.
L'EFFET PHOTOVOLTAIQUEL'EFFET PHOTOVOLTAIQUE
b) Historique
1839: découverte par le physicien Antoine César Becquerel
1954: première photopile
1959: premier satellite équipé de photopiles
1973: choc pétrolier qui contribua au développement de la technologie photovoltaïque
L'EFFET PHOTOVOLTAIQUEL'EFFET PHOTOVOLTAIQUE
c) Les photopiles
Elles sont composées d'un matériau semi-conducteur qui absorbe l'énergie lumineuse et la transforme directement en courant électrique.
L'EFFET PHOTOVOLTAIQUEL'EFFET PHOTOVOLTAIQUE
d) La conversion photovoltaïque
Semi-conducteur: matériau dont la concentration en charges libres est très faible.
Dopages: de type négatif: introduction d'atomes étrangers pouvant donner un électron supplémentaire: charge négativede type positif: " " donner un trou excédentaire.
Grâce à la jonction semi-conductrice, il en résulte une différence de potentiel de 0,5V et un courant électrique de 30 mA/cm² est créé.
L'EFFET PHOTOVOLTAIQUEL'EFFET PHOTOVOLTAIQUE
e) Le rendement
C'est le rapport entre l'énergie électrique aux bornes de la cellule PV et l'énergie incidente.
3 types de photopiles: les cellules mono-cristallines les cellules poly-cristallines les cellules amorphes
la puissance maximale du panneau (en watt crête) l'intensité de l'ensoleillement le nombre d'heures d'exposition au soleil l'angle d'exposition au soleil
III-APPLICATIONSIII-APPLICATIONS
a) L'espace
1959: lancement du premier satellite Vanguard, équipé de photopiles
A gauche: satellite NIMBUS
A droite: SKYLAB (NASA)
APPLICATIONSAPPLICATIONS
b) Les centrales photovoltaïques
France (340 kW), Etats-Unis (8 MW), Japon (1MW)...
APPLICATIONSAPPLICATIONS
c) Les services publics
Téléphones de secours d'autoroutes, relais pour la télévision, la radio...
Le service des phares et balises...
Le phare des Poulains à Belle Ile en merLe phare des Poulains à Belle Ile en mer
-Puissance crête installée = 3 000 Wc
-Surface de panneaux actifs = 32 m²
-Surface de panneaux fictifs = 15 m²
-Parc de batteries de 800 Ah en 48 V, offrant une autonomie de 10 jours sans soleil.
-Batteries stationnaires au plomb. Grande réserve d'électrolyte
-Groupe Electrogène d'appoint permettant de compléter la fourniture énergétique des panneaux solaires aux mois d'hiver (quelques heures par semaine).
-Puissance = 7,5 kW
-Energie = Gasoil
APPLICATIONSAPPLICATIONS
d) L'urbanisme
Maisons photovoltaïques (2 à 3 kWc par toit) en Europe
Bâtiments commerciaux
APPLICATIONSAPPLICATIONS
e) Habitations isolées
Electricité dans les pays en voie de développement grâce au photovoltaïque ?
Unités photovoltaïques pour:
le pompage de l'eau
la réfrigération pour la production de glace et la conservation de vaccins, de sang, de produits agricoles, etc.
l'éclairage
APPLICATIONSAPPLICATIONS
APPLICATIONSAPPLICATIONS
f) Les transports
les bateaux
Le "Kayak" solaire du Japonais Kenichi Horie construit avec des canettes de bières et recouvert de cellules photovoltaïques
APPLICATIONSAPPLICATIONS
les avions:
Le PATHFINDER, prototype expérimental de la NASA
APPLICATIONSAPPLICATIONS
les voitures photovoltaïques:
On réalise bien sur la photo de gauche, l'envergure importante des panneaux photovoltaïques
Photo de droite, la SCV 4 (Solar Commuter Vehicule) de KYOCERA
APPLICATIONSAPPLICATIONS
g) Biens de consommation
le petit appareillage fonctionnant grâce à des cellules amorphes:
calculatrices
montres
pèse-personne
lampes de poches
le pays le plus évolué: le Japon
IV-LE PHOTOVOLTAIQUE, SOLUTION AU IV-LE PHOTOVOLTAIQUE, SOLUTION AU PROBLEME ENERGETIQUE ?PROBLEME ENERGETIQUE ?
Besoins énergétiques toujours en hausse
Raréfaction des ressources fossiles + risques d'effet de serre
Conférence de l'ONU de 1992
prise de conscience politique
énergie nucléaire: très importante + ne pas oublier Tchernobyl
énergie thermique: déverse trop de gaz à effet de serre
énergie éolienne: pas de vent partout + installations complexes
L'énergie photovoltaïque est-elle la meilleure des solutions énergétiques ?
V-LES AVANTAGES ET LES INCONVENIENTS V-LES AVANTAGES ET LES INCONVENIENTS DU PHOTOVOLTAIQUEDU PHOTOVOLTAIQUE
1) Les avantages
côté écologique: non polluant, pas de gaz à effet de serre. Après installation, ne nuit pas à l'environnement
énergie renouvelable: soleil est une source inépuisable
caractère modulable des panneaux photovoltaïques: pour petites et grandes puissances. Solution intéressante pour l'apport en électricité des régions isolées
extrême fiabilité
coûts de fonctionnement très faibles
LES AVANTAGES ET LES INCONVENIENTS DU LES AVANTAGES ET LES INCONVENIENTS DU
PHOTOVOLTAIQUEPHOTOVOLTAIQUE 2) Les inconvénients
fabrication très chère et complexe
rendements des photopiles encore trop faibles
manque de compétitivité pour grosses productions d'énergie électrique
problème de stockage
réticence de certains pays
inégale répartition de l'ensoleillement sur Terre
Hiver et nuit
VI-CONCLUSIONVI-CONCLUSION
certains défauts seront corrigés dans le futur
rendement des photopiles
prix de fabrication
compétitivité en hausse
certainement la technologie principale pour les régions isolées et le développement de pays en difficulté
Mais ensoleillement inégal qui freinera l'énergie photovoltaïque dans le futur
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