Le système de panneau solaire thermique consiste à chauffer de l'eau à d'effet photoélectrique : lorsqu'un matériel est exposé à la lumière (visible ou pas
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L'ENERGIE SOLAIRE ET LES PANNEAUX SOLAIRES
Le soleil c'est une source d'énergie inépuisable et disponible pour tous, apprenons à l'utiliser !Pour comprendre le potentiel de l'énergie
solaire, il faut savoir que l'énergie émise par le soleil et reçue par la Terre en environ 1 heure devrait permettre, si elle était récupérée en totalité, de pourvoir aux besoins énergétiques de l'humanité pendant 1 an ! En général cette énergie peut être récoltée directement du soleil ou indirectement, comme montré dans la figure ci-contre.Afin de capter l'énergie provenant du soleil, il existe trois types de panneaux solaires dont l'utilisation
et la technologie sont très différentes :1 - LES PANNEAUX
THERMIQUES
(ou capteurs solaires)2 - LES PANNEAUX
THERMODYNAMIQUES Transforment l'énergie solaire en énergie thermique (chaleur)SOLAIRE
CHALEURTransforment l'énergie solaire
en énergie électrique via l'effet photoélectriqueSOLAIRE ELECTRIQUE
Transforment l'énergie solaire
en énergie électrique via la production de vapeur qui fera ensuite tourner des turbinesSOLAIRE ELECTRIQUE
1 - LES PANNEAUX THERMIQUES
(SOLAIRE CHALEUR)Principe du fonctionnement
Le système de panneau solaire thermique consiste à chauffer de l'eau à partir de l'énergie solaire.
Pour cela les rayons du soleil passent d'abord par une plaque de verre transparente à la lumière.
Sous ce verre, un absorbeur noir (plaque de métal) absorbe 80 à 90% des rayons lumineux.
L'absorbeur transforme ces rayons lumineux en chaleur, grâce au transfert thermique par
rayonnement. Par conduction, cette chaleur est transmise à un circuit d'eau (c'est le liquide
caloporteur). Celle-ci s'échauffe et est ensuite acheminée vers un ballon d'eau chaude à l'aide d'une
pompe, ou bien par la simple gravitéUtilisation : quelques examples
L'eau ainsi réchauffée est utilisée principalement de deux façons : pour réchauffer l'eau domestique; dans un système de chauffage central à eau chaudeIl existe aussi des panneaux solaires
thermiques spécifiques aux piscines. Le panneau contiendra des capteurs à eau non vitrés adaptés.Dans ce capteur, le liquide caloporteur est
contenu dans des tubes de caoutchouc noir. Ils captent la chaleur du soleil, et chauffent l'eau de la piscine par contact.Avantages
• très peu, ou aucun, impact sur l'environnement • risque de panne limité car pas de pièces mécaniques • durée de vie très longue avec peu d'altérations du rendement • source d'énergie gratuite et inépuisable. (SOLAIRE ELECTRIQUE)Principe du fonctionnement
Constitués d'un matériau semi-conducteur, les panneaux photovoltaïques produisent de l'électricité
à partir de la tension électrique créée par le choc entre les photons, les particules qui transportent
l'énergie solaire, et les électrons des atomes constituant le matériel du panneau photovoltaïque.
Le fonctionnement de ces panneaux se base sur un phénomène physique connu sous le nomd'effet photoélectrique : lorsqu'un matériel est exposé à la lumière (visible ou pas visible), il
y a émission d'électrons (appartenant à ce matériel). Les électrons ne sont émis que si la fréquence de la lumière est suffisamment élevée (celle-ci dépend du matériau), alors que leur nombre, qui détermine l'intensité du courant, est proportionnel à l'intensité de la source lumineuse: plus il y a de lumière, plus les photons sont nombreux, plus la production d'électricité est importante. Un panneau solaire photovoltaïque est constitué par l'assemblage de plusieurs cellules photovoltaïques. Le courant est recueilli dans les cellules grâce à de fils métalliques très fins qui permettent de le transporter de cellules en cellules tout en l'additionnant.Utilisation : quelques exemples
Utilisation privée Alimentation de satellites ParcomètreAvantages
• L'énergie photovoltaïque peut être installée partout, même en ville• Sur les sites isolés, l'énergie photovoltaïque offre une solution pratique pour obtenir de
l'électricité à moindre coût• La revente du surplus de production permet d'amortir les investissements voire de générer
des revenus• Les systèmes photovoltaïques sont fiables : aucune pièce employée n'est en mouvement. Les
matériaux utilisés résistent aux conditions météorologiques extrêmes3 - LES PANNEAUX THERMODYNAMIQUES
(SOLAIRE ELECTRIQUE)Principe du fonctionnement
Dans une centrale électrique classique (hydroélectrique, à charbon, nucléaire...), il s'agit de trouver
un moyen pour faire tourner des turbines! Effectivement c'est le mouvement des turbines soumises à un champ magnétique externe, qui génère un courant électrique dans le fil entourant le générateur : ce phénomène s'appelle l'induction magnétique. Dans le cas de ces panneaux on a un champ de centaines de capteurs solaires appelés héliostats, qui capte les rayons solaires et les dirige vers une surface fixe de réception. L'énergie reçue par cette surface est utilisée pour réchauffer un liquide qui, une fois évaporé, actionnera les turbines générant un courant