L'énergie photovoltaïque (TPE)

Résumé du document

Pour notre TPE nous avons choisi d'étudier l'énergie photovoltaïque, aussi appelé énergie solaire. Elle fait partie des nombreuses énergies renouvelables comme l'éolienne, le géothermique ou l'hydraulique qui sont issus de phénomènes naturels, réguliers ou constants provoqués par les astres. La population commence à s'intéresser à ces énergies renouvelables qui présentent beaucoup d'avantages, elles sont propres, non-bruyantes et disponibles. Dans la logique d'un besoin environnemental de plus en plus fort, de nombreux progrès ont été réalisés afin de permettre leur intégration dans la vie de tous les jours.

Aujourd'hui, la cellule solaire fait partie des meilleures énergies renouvelables, elle est de plus en plus utilisée de par sa facilité, sa fiabilité et l'utilisation d'une source d'énergie inépuisable pendant encore plusieurs milliards d'années : le soleil. Son principe consiste en la transformation directe de la lumière du soleil en énergie électrique. On peut donc produire du courant électrique à l'endroit où on le souhaite, c'est le principal avantage de la cellule photovoltaïque. Un certain nombre de pays comme l'Allemagne, l'Italie, les États-Unis, la France ou le Portugal ont intégré le photovoltaïque dans leur production énergétique. Le Portugal construit en ce moment la plus grande centrale solaire photovoltaïque du monde qui produira 62 Mw (...)

Extraits

[...] Un panneau solaire que nous avons emprunté à un professeur de technologie. Il répond de loin à ce que nous espérions car sa taille est confortable (43 par 32cm) et est composé de 12 cellules solaires reliées en série. Le moto-réducteur a été récupéré sur un robot, il a une très forte démultiplication (le rapport entre la vitesse de rotation du moteur et celui des roues est élevé) ce qui permet d'avoir une grande puissance en sortie d'axe et une vitesse de rotation faible. [...]

[...] Nous n'aborderons ici que les principaux. Comme dans tous les systèmes énergétiques, l'énergie disponible aux bornes d'une cellule PV est fonction de l'énergie entrante et des pertes, ce que l'on peut écrire de la manière suivante : Avec : E électrique: L'énergie disponible aux bornes de la cellule solaire (tension x courant) E lumineuse: L'énergie incidente (flux lumineux). P thermique: les pertes thermiques (par convection, rayonnement et conduction). On peut aussi l'exprimer comme le rapport entre l'énergie lumineuse et l'énergie électrique. [...]

[...] Mais quand l'électron est arraché de son noyau, il laisse un emplacement vide appelé trou Ce trou est immédiatement remplacé par un électron, aussitôt arraché à son atome et ainsi de suite. Grâce à l'apport de l'énergie solaire, un électron peut circuler de la zone N vers la zone P à travers la résistance créant ainsi une différence de potentiel Us exprimé en volts. Cette circulation d'électrons de la zone N vers la zone P est à l'origine du courant électrique. On appelle ce phénomène l'effet photovoltaïque. [...]

[...] D'autant plus que l'énergie s'accumulerait pendant les heures où la voiture est au repos. -Voici quelques photos de la maquette: le moto-réducteur, roue gauche et panneau solaire - Réalisation La cellule photovoltaïque amorphe montée avec bornes de protection a été réalisée dans le but de tester la cellule solaire. On peut y brancher un multimètre en vue de mesurer la tension à ses bornes ou y ajouter une résistance pour mesurer l'intensité afin de montrer qu'elle transforme bien l'énergie lumineuse en énergie électrique. [...]

[...] Le Portugal construit en ce moment la plus grande centrale solaire photovoltaïque du monde qui produira 62 Mw. Actuellement, elle n'a pas la possibilité de se substituer ni au charbon ni au nucléaire mais permet de produire un complément d'électricité dans des applications autonomes tels les habitations, robotique, petits appareils, et parfois pour tout une partie de la population. Dans une première partie, nous définirons l'énergie photovoltaïque et parlerons de son histoire puis nous décrirons ses caractéristiques, définition, forme, structure et composition, fonctionnement, fabrication et applications. [...]