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Panneaux photovoltaïques énergie solaire

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En quoi consiste l'énergie solaire ?

L' énergie solaire est l'énergie qui vient du Soleil et que nous pouvons capter grâce au rayonnement solaire. Cette source d'énergie représente la principale source d'énergie sur Terre. Parce que c'est une source inépuisable, elle est considérée comme une énergie renouvelable.

En quoi consiste l'énergie solaire ?

De nombreuses autres sources d'énergie dérivent de cette énergie, telles que :

  • L'énergie éolienne, qui utilise la force du vent. Le vent est généré lorsque le Soleil chauffe de grands volumes d'air.
  • Combustibles fossiles, qui proviennent de la décomposition organique. Les composés organiques décomposés étaient, dans une large mesure, des plantes qui effectuaient la photosynthèse.
  • L'énergie hydraulique, qui utilise l'énergie potentielle de l'eau. Si le rayonnement solaire ne serait pas possible, le cycle de l'eau.
  • L'énergie de la biomasse, qui est encore une fois le fruit de la photosynthèse des plantes.

Les seules exceptions sont l'énergie nucléaire, l'énergie géothermique et l'énergie marémotrice. Il peut être utilisé directement à des fins énergétiques pour produire de la chaleur ou de l'électricité avec différents types de systèmes.

Du point de vue énergétique, c'est une énergie alternative aux combustibles fossiles classiques, elle est considérée comme une énergie renouvelable. L' énergie solaire peut être exploitée de manière appropriée à travers différentes technologies et à des fins différentes, même si dans des versions technologiques qui n'incluent pas le stockage d'énergie.

Exemples d'énergie solaire

Voici quelques exemples d'utilisation de l'énergie solaire :

  • Installations avec panneaux photovoltaïques pour générer de l'énergie électrique. Ces installations sont utilisées dans les maisons, les abris de montagne, etc.
  • Plantes photovoltaïques. Ce sont de grandes extensions de panneaux photovoltaïques dont l'objectif est de produire de l'électricité pour alimenter le réseau électrique.
  • Voitures solaires. Il convertit le rayonnement solaire en électricité pour entraîner un moteur électrique.
  • Cuiseurs solaires. Si les systèmes permettent de concentrer le rayonnement à un moment donné pour augmenter la température et pouvoir cuisiner.
  • Systèmes de chauffage. Avec l'énergie solaire thermique, un fluide peut être chauffé qui peut être utilisé dans un circuit de chauffage.
  • Chauffage piscine.

Types d'énergie solaire

Il existe trois types d'énergie solaire :

  • Énergie solaire photovoltaïque. Grâce à un effet physique, le rayonnement solaire peut générer un courant électrique. C'est donc un moyen de convertir cette ressource en électricité.
  • Énergie solaire thermique. Ce système profite de la capacité thermique du Soleil. Le rayonnement solaire est converti en énergie thermique pour chauffer un fluide qui peut être utilisé pour le chauffage, l'eau chaude sanitaire. Dans les centrales solaires thermiques, de la vapeur est produite et, par la suite, de l'électricité.
  • Énergie solaire passive. C'est une ressource pour profiter de la chaleur solaire sans utiliser de ressources externes. Les architectes peuvent orienter les maisons, décider où ils mettent les fenêtres en tenant compte de l'endroit où le rayonnement solaire sera reçu.

Comment l'énergie solaire est-elle produite ?

D'un point de vue physique, l'énergie solaire est produite dans le Soleil par une succession de réactions nucléaires. Lorsque cette énergie atteint la Terre, nous pouvons en profiter de plusieurs façons :

  • Utilisation de panneaux solaires avec des cellules photovoltaïques. Les panneaux photovoltaïques sont composés d'un matériau qui, lors de la réception de la lumière, ionise et libère directement un électron. Avec la somme de plusieurs électrons, un courant électrique et de l'électricité sont générés.
  • Grâce à des capteurs solaires. Les capteurs solaires sont conçus pour convertir le rayonnement solaire en énergie thermique. Son but est de chauffer un fluide qui circule à l'intérieur. Dans ce cas, nous n'avons pas d'électricité mais nous avons un fluide à haute température qui peut être utilisé dans de nombreuses applications.
  • Énergie solaire passive. Les systèmes passifs à énergie solaire se caractérisent par l'utilisation de l'énergie solaire sans apport d'énergie externe. Par exemple, des conceptions architecturales qui permettent un rayonnement solaire maximal en hiver et qui évitent la chaleur excessive en été.

Lorsque nous parlons d'énergie solaire, nous faisons référence à l'énergie électrique ou thermique qui a été générée par le rayonnement solaire. Cependant, d'un point de vue physique, l'énergie solaire est produite par le Soleil. Des millions de réactions nucléaires sont générées par le Soleil, libérant une énorme quantité d'énergie qui nous parvient sous forme d'ondes électromagnétiques.

Que sont les panneaux et modules solaires ?

Le terme panneaux solaires est utilisé pour les deux méthodes (photovoltaïque et thermique). Cependant, la conception est considérablement différente selon le type de technologie solaire à utiliser:

Le panneau solaire thermique utilise les rayons solaires pour chauffer un liquide aux caractéristiques spéciales, contenu à l'intérieur, qui transfère la chaleur, à travers un échangeur de chaleur, à l'eau contenue dans un réservoir de stockage. Dans ces cas, la thermodynamique joue un rôle fondamental.

Le panneau photovoltaïque exploite les propriétés d'éléments semi-conducteurs particuliers pour produire de l'énergie électrique lorsqu'il est soumis au rayonnement solaire. Grâce à ce que l'on appelle l'effet photovoltaïque, l'exposition solaire provoque le mouvement d'électrons dans un composant (généralement du silicium), générant un courant électrique continu.

Il y a aussi le panneau solaire à concentration qui utilise une série de miroirs paraboliques à structure linéaire. Le but de ces miroirs est de transporter les rayons du soleil sur un tube récepteur qui fait circuler un fluide caloporteur ou une série de miroirs plats qui concentrent les rayons au bout d'une tour. Dans les deux cas, l'appareil récepteur est chauffé à des températures très élevées (400 ° C ~ 600 ° C).

À quoi sert l'énergie solaire ?

L'énergie solaire a de nombreuses utilisations et applications qui peuvent être résumées en trois points:

  1. Obtenez de l'électricité de manière durable.
  2. Obtenez de la chaleur sans brûler de combustibles fossiles. Eau généralement chaude.

Eau chaude sanitaire

Actuellement, les panneaux solaires sont utilisés pour fournir de l'eau chaude sanitaire (énergie solaire thermique) et du chauffage aux maisons et aux petits complexes immobiliers. Des centrales solaires ont été construites qui, à l'aide de turbines à vapeur, convertissent la chaleur stockée en électricité.

Cependant, ces prototypes n'ont pas trouvé une large application en raison des faibles performances de ces centrales par rapport aux coûts d'administration élevés et à la discontinuité de l'alimentation électrique.

Production d'électricité

Les panneaux photovoltaïques sont utilisés dans les systèmes solaires isolés pour éloigner les appareils des réseaux électriques (sondes spatiales, répéteurs téléphoniques à haute altitude, etc.). Ils sont également utilisés dans des applications avec des exigences énergétiques si faibles qu'un raccordement au réseau électrique ne serait pas économique (signaux lumineux, parcmètres, etc.).

Evidemment, ces appareils doivent être équipés d'accumulateurs capables d'accumuler l'excès d'électricité produite pendant la journée pour alimenter l'équipement la nuit et pendant les périodes nuageuses, généralement des batteries solaires.

Ils sont également utilisés dans les grands systèmes connectés au réseau, bien que la quantité d'énergie fournie soit variable dans les conditions quotidiennes et saisonnières et soit donc difficile à prévoir et non programmable.

Cette discontinuité rend difficile la satisfaction de la demande d'électricité à tout moment, à l'exception de la production avec une large marge de sécurité supérieure aux pics de demande annuels. Cependant, étant le pic de production des centrales solaires en été, il parvient à compenser la demande interne accrue due aux climatiseurs.

Les avantages et les inconvénients

L'utilisation de l'énergie solaire comporte certains avantages et inconvénients.

Les principales critiques ou inconvénients sont :

  • Coût d'investissement élevé par kilowatt obtenu.
  • To offre une très grande efficacité.
  • Les performances obtenues dépendent du programme solaire, de la météo et du calendrier. Pour cette raison, il est difficile de savoir exactement quelle puissance électrique nous pourrons obtenir à un moment donné. Cet inconvénient disparaît avec d'autres sources d'énergie telles que l'énergie nucléaire ou l' énergie fossile.
  • La quantité d'énergie nécessaire pour fabriquer un panneau solaire. La production de panneaux photovoltaïques nécessite beaucoup d'énergie et utilise souvent des sources d'énergie non renouvelables comme le charbon.

D'un autre côté, vous devez considérer les avantages de l'énergie solaire :

  • Ses partisans soutiennent la réduction des coûts et les gains d'efficacité dans un avenir proche en raison des économies d'échelle et des améliorations technologiques des futurs systèmes solaires.
  • Concernant l'absence de cette source d'énergie la nuit, ils soulignent également que le pic maximum de consommation électrique est effectivement atteint pendant la journée, c'est-à-dire lors de la production maximale d'énergie solaire.
  • C'est une source d'énergie renouvelable. En d'autres termes, c'est inépuisable.
  • C'est une énergie non polluante. Il ne génère pas de gaz à effet de serre et ne contribue donc pas à aggraver le problème du changement climatique.
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Date de publication : 3 octobre 2019
Dernier examen : 29 mars 2020