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L’énergie solaire photovoltaïque

Introduction :

L’énergie solaire est une énergie renouvelable, c’est à dire qu’elle se renouvelle assez rapidement pour être considéré comme inépuisable. L’énergie solaire photovoltaïque permet de transformer les rayons du soleil en électricité.

Nous allons voir son histoire, son fonctionnement, ses utilisations, les secteurs d’application, son prix, ses avantages et ses inconvénients.

I - Un peu d’histoire...

En 1839, Edmond Becquerel, physicien français appartenant à une véritable dynastie de polytechniciens et de savants illustres, qui donna son nom à la mesure de la radioactivité, découvre l'effet photovoltaïque qui se développera par la suite surtout dans le domaine de l'espace.

Mais depuis longtemps on utilise le soleil comme énergie à l’image de Héron d'Alexandrie, qui il y a environ 100 ans avant notre ère, construisit une machine solaire permettant le pompage de l'eau ou de Lavoisier, chimiste et physicien français, qui fabriqua un four solaire pour fondre du platine qui chauffait déjà à 1 755° C.

II- Définition

Une cellule photovoltaïque est un petit composant électronique à base de silicium, exposée à la lumière, la cellule absorbe l’énergie des photons lumineux, ceux-ci mettent en mouvement des électrons dont la circulation constitue le courant électrique. Une seule cellule a une tension de moins d’un volt.

Les cellules photovoltaïque sont assemblées en en série pour constituer des panneaux, de 36 cellules pour la plupart, capables de fournir plus de tension. Un panneau de 36 cellules est capable de fournir une tension de 12 volts. Le courant de sortie, et donc la puissance, sont proportionnels à la surface du panneau : plus il est grand, plus il a de puissance.

III- Le fonctionnement

La production d’électricité est réalisée par des panneaux solaires photovoltaïques, appelés photophiles, constitué de matériaux semi-conducteurs comme le silicium qui ont la capacité de produire de l’électricité quand ils reçoivent de la lumière. Des batteries stockent l’électricité ainsi produite pendant 6 à 8 jours car il existe souvent un décalage entre la production et la consommation.

IV- Utilisations

L’énergie solaire photovoltaïque permet l’éclairage avec des lampes économes en énergie (lampes fluorescentes). Elle permet aussi l’utilisation de tous les appareils et outils électronique à condition de respecter les limites de puissances. En revanche, le chauffage et la production d’eau chaude ne sont pas assurés par l’énergie photovoltaïque, il faudrait avoir recours à une autre source d’énergie (bois, fioul, gaz, solaire thermique).

V- Secteurs d’applications

Depuis les années 60, on utilise l’énergie solaire pour des engins spatiaux (satellites, navettes...). On peut aussi utiliser l’énergie solaire photovoltaïque dans les habitations ou les industries isolées qui ne sont pas reliées au réseau électrique comme les refuges en haute montagne depuis quelques années, en Europe, des centrales de production d’énergies photovoltaïques sont expérimentées afin de remplacer peu à peu les centrales nucléaires polluantes. Cette énergie est aussi utilisée par les urbains soucieux de l’environnement ou désirant faire des économies. Aujourd’hui, certaines calculatrices et montre sont équipées de cellules photovoltaïques qui permettent de les alimenter à la place de piles.