L'énergie solaire photovoltaïque

                                                                   

1) Introduction :

Les panneaux solaires photovoltaïques sont conçus pour produire de l'électricité à partir des rayons du soleil. On peut les trouver dans des centrales solaires, ou bien sur les toits des bâtiments.

Il s'agit d'une manière écologique et durable de produire de l'électricité, car les rayons du soleil constituent une source d'énergie illimitée et inépuisable ( sauf en cas de mauvais temps...). De plus, hormis lors de leur production, les panneaux ne produisent quasiment pas de gaz à effet de serre ( CO2)

  

            

Panneaux solaires photovoltaïques en centrale solaire              Panneaux solaires photovoltaïques sur le toit d'une maison

  

2) Origine

  A/ Origine du mot "Photovoltaïque" : 

--> "photo" ,signifiant "lumière" en Grec                           

--> "voltaïque", provenat de "volt", une des unités de mesure de l'électricité

 

B/ Le photovoltaïsme en cinq dates

- 1839 : Découverte de l'effet photovoltaïque par Antoine Becquere (L'effet photovoltaïque est la "capacité d'un matériau à produire de l’électricité lorsqu’il est exposé à la lumière du soleil")

- 1883 : Construction de la première cellule solaire par Charles Fritts ( scientifique américain). Cependant, à cette époque, le rendement extrêmement faible ( 1%) et le fort coût des matériaux utilisés ( or et sélénium) empêchent aux cellules solaires de se développer et d'être utilisées plus largement dans la production d'énergie

- 1946 : Brevet de la cellule solaire moderne déposé par le chercheur Russel Ohl

- Années 1960 : Premiers panneaux solaires construits par les scientifiques pour les satellites

- 1990 : Grâce aux nombreux progrès ( réduction des coûts de production et d'installation, possibilité de revendre le surplus d'électricité produite à EDF,...), développemnt des panneaux solaires photovoltaïques chez les particuliers

 

3) Principe de fonctionnement:

1) Les panneaux sont installés sur le toit de la maison, du côté le mieux ensoleillé.

2)  Ils sont formés d'une multitude de cellules (des carrés bleus) qui transforment l'énergie lumineuse (provenant des rayons du soleil) qu'elles reçoivent en une tension électrique. Toutes les cellules ainsi rassemblées produisent un courant continu.

3) Un onduleur transforme ce courant continu en courant alternatif, pour le mettre sur le réseau EDF ou le consommer sur place.

 

 

4) Domaine d'utilisation

1) Les satellites:

- Les panneaux solaires permettent à celui-ci d'être autonome lorsqu'il est en orbite. Les premiers panneaux solaires photovoltaïques ont étaient installés sur des satellites par des scientifiques.   

 

 

2) L'usage domestique ou en entreprise :

- De plus en plus de particuliers font installer des panneaux solaires chez eux. Il y a pour cela deux cas de figure :  

*   Soit les particuliers ont pris conscience de l'écologie et veulent faire un geste pour l'environnement ( et aussi pour leur porte-feuille !)

*  Soit ils habitent dans un endroit isolé, non raccordé au réseau EDF ( le raccordement coûte environ 30 000 € le km ! )

 

-  Certaines entreprises se mettent également à l'énergie solaire photovoltaïque. C'est le cas du Campus Google construit en 2006. Recouvert de panneaux solaires, il est devenu la plus grande installation solaire en entreprise des Etats-Unis !

 

--        

                                                                                                       Vue aérienne du Campus Google

 

3) Les champs et centrales solaires:  

- De nombreuses centrales solaires sont en construction partout dans le monde. Toutefois, la plus grande centrale solaire reste en Allemagne : inaugurée en 2007, elle possède une surface de              1 200 000 m² ( soit l'équivalent de 185 terrains de football) de panneaux solaires photovoltaïques, qui peuvent au total produire jusqu'à 10 MV. 

 

 

 

 

5) Les nouveaux gadgets:   

Il existe de nouveaux gadgets rendus autonomes en électricté par les panneaux solaires photovoltaïques, comme :        - les chargeurs de téléphones portables

                                               - les petites lampes

                                               -  lampadaires

                  

 

5) Les horodateurs et borne SOS:

Les horodateurs ( appareil recevant l'argent pour payer dans les parkings) et les bornes SOS sont rendus autonomes en électricité par les panneaux solaires photovoltaïques

 

 

 

7)  De plus,  de nombreux projets concernant les panneaux solaires phtovoltaïques sont en cours, notament dans le domaine de l'aviation et de l'automobile.

 

                           

Prototype Nuna II, voiture solaire ayant récemment battu le record avec une vitesse de 98 km/h

 

Prototype d'un avion solaire, Solar Impulse

 

5) Avantages: 

- Cette énergie est renouvelable, propre et durable.

- Il est possible de revendre l'électricité en cas de surplus de production. cela permet d'amortir l'investissement et même dans certains cas, de générer des revenus. 

- Ce système de production d'électricité peut être installé partout (en ville/campagne /au nord de la france comme au sud/ ...).

- Les systèmes photovoltaïques sont fiables : aucune pièce employée n'est en mouvement. Les matériaux utilisés (silicium, verre, aluminium), résistent aux conditions météorologiques extrèmes.

- Le coût de fonctionnement des panneaux photovoltaïques est très faible car leur entretien est très réduit, et ils ne nécessitent ni combustible, ni transport, ni personnel hautement spécialisé.

- Pour les sites isolés : cela permet d'obtenir de l'electricité a moindre coût.

- La taille de l'installation peut varier, ce qui permet aux propriaitaires d'adapter ce système en fonction de ses besoins.

 

6) Inconvénients: 

- Le coût d'investissemnt des panneaux photvoltaïques est élévé.

- Lorsque le stockage de l'énergie électrique par des batteries est nécessaire, le coût du système photovoltaïque augmente.

- Les panneaux contiennent des produits toxiques. Le recyclage de ceci n'est pas encore existant.

- Le rendement électrique diminue avec le temps (20% de moins au bout de 20 ans).

 

 7) Avenir

- Selon des études, les panneaux solaires photovoltaïques devraient continuer de se développer, car le soleil est une source d'énergie inépuisable ( contrairement aux énergies fossiles).

- En effet, l'idée finale serait de rendre les panneaux photovoltaïques couverture standard des batiment, c'est à dire qu'à l'avenir, il devrait devenir " de plus en plus normal" que tous les batiment soient équipés de panneaux solaires.

- Des pronostics disent qu'il y aura, à partir de 2020, un marché de 2,5 milliards d'habitants susceptibles de s'équiper en panneaux solaires

- Plus concrétement, les panneaux solaires sont prédis pour devenir la source d'énergie d'un milliard d'habitants sur la planète , dont 30 % serait sur le Continent Africain.