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Une pile solaire est un générateur de courant continu qui transforme en électricité l'énergie lumineuse qu'il reçoit.
Ça tombe bien qu’on en parle car ça m’intéresse beaucoup les
piles solaires! Enfin, ça m’intéresse mais je ne connais pas vraiment ça! Pouvez-vous
m’en dire plus?
Est-ce qu’elles sont toutes pareilles les piles solaires?
Non, il en existe différents types :
Piles solides(Jonction entre deux semi-conducteurs)
Piles nanocristallines
Piles (ou cellules) photovoltaïques électrochimiques (ou simplement appelées CPE)
Cathode :
Matériau conducteur
Anode :
Semi-conducteur
Électrolyte liquide gel
J’ai un tournoi de Frisbee dans 30 minutes… et si on discutait
seulement des CPE? Comment c’est fait une CPE?
Jonction semi-conducteur / électrolyte
Branchement à un appareil qui demande du courant électrique.
Et qu’est-ce qu’elle a de particulier cette jonction?
é
é
é
é
é
Phénomène d’équilibre entre les deux phases : des électrons sont transférés du semi-conducteur vers l’électrolyte.
Création d’un champ électrique qui permet d’orienter les charges (électrons et trous).
Jonction
semi-conducteur / électrolyte
A+ + é → A A → A+ + é
Oxydation Réduction
Et comment ça fonctionne quand le soleil est de la partie?
Photon
é
é
h+
h+ Trou laissé par le départ d’un électronEFFET PHOTOVOLTAÏQUE : Apparition d’une tension électrique dans un matériau semi-conducteur soumis à un rayonnement lumineux.
AA+
+ -
Gaz naturel (19 %)
Pétrole (32 %)
Charbon (26 %)
Énergies renouvelables (2 %)Énergie nucléaire (5 %)
Énergie hydraulique (6 %)
De nos jours, quelles sources d’énergie utilise-t-on?
12 minutes
Bois (10 %)
1954 1 700 $ / Watt
1970 20 $ / Watt
2004 3 $ / Watt
Bon j’vois où vous voulez en venir… mais combien ça coûte?
2 ¢ / kWh
5 ¢ / kWh
11 ¢ / kWh
(a)
(b)
(c)
20 à 40 ¢ / kWh
Partez pas, j’ai d’autres questions!
Sur quoi on se base pour comparer les piles solaires entre-elles?
La pile solaire peut-elle stocker l’énergie?
Est-ce que ces piles fonctionnent seulement avec la lumière du soleil?
L’effet photovoltaïque… ça a l’air bien logique mais est-ce que c’est utile seulement dans les piles solaires?
Non, elle ne fait que convertir l’énergie lumineuse en énergie électrique, contrairement à une pile alcaline par exemple.
Non, à l’inverse, la fibre optique convertit les signaux électriques en lumière. Utilisée dans les réseaux, elle permet d’échanger très efficacement différents types de signaux.
Non, toute source de lumière peut les faire fonctionner. D’ailleurs, il serait plus juste de les nommer photopiles ou piles photovoltaïques.On calcule le rendement des piles qui est le rapport entre l’énergie électrique aux bornes de la cellule et l’énergie incidente :
%xP
PndementRe
incidente
imalemax 100
Partez pas, j’ai d’autres questions!
Quelques définitionsQuelques définitions
Semi-conducteur : Corps non métallique qui conduit imparfaitement l'électricité et
dont la résistivité augmente avec la température. La présence d'impuretés permet de réduire cette résistivité.
Électron : Particule constitutive de la partie externe de l'atome (entourant le noyau), qui porte une charge électrique négative de 1,602x10-19 coulomb et a une masse de 0,911x10-30 kg.
Photon : Particule de masse et de charge nulles associée à un rayonnement
lumineux ou électromagnétique.
Court diaporama Power Point
Expliquez le phénomène de la photosynthèse.
Travail écrit
Comparez les composantes ainsi que le fonctionnement d’une pile solaire et d’une pile alcaline.
Kit éducatif de pile solaire nanocristalline
Tout en visitant leur site Internet, faites le montage de la pile solaire comprise dans le kit éducatif commercialisé par la compagnie Sol Ideas.
Choix # 1
Choix # 2 Choix # 3
Réalisation : France Payment
Collaboration : Monique Dugal
Isabelle Roy
Philipe Lampron
TIC dans l’enseignement aux moyens
et grands groupes (FPE 7650)
Été 2004
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