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L'énergie solaire



Face aux prévisions d’épuisement inéluctable des ressources mondiales en énergie fossile (pétrole, gaz, charbon...), en énergie d’origine thermonucléaire (uranium, plutonium...), face aux multiples crises pétrolières, économiques, aux changements climatiques dus à l’effet de serre, la science s’est tout naturellement intéressée aux ressources dites " renouvelables " et notamment vers la plus ancienne, le soleil, qui déverse chaque jour l’équivalent de 100 000 milliards de TEP (tonnes équivalent pétrole). Cette valeur est à comparer aux 9,58 milliards de TEP que représente la consommation annuelle mondiale en énergie primaire (1998). Autrement dit, quant les cellules photovoltaiques auront un rendement assez élévé, il est fort probable que toute notre civilisation tournera autour du soleil (bon c'est déjà un peu le cas, lol !).

Considéré dans l’Antiquité comme un dieu, le soleil est aujourd’hui réduit au statut d’énergie, une énergie qu’il nous faut apprendre à capter, à transformer, à stocker... capter cette énergie solaire et la transformer directement en électricité par effet photovoltaïque est une alternative.

Quelques dates importantes dans l’histoire du photovoltaïque :

1839 : Le physicien français Edmond Beckerel découvre l’effet photovoltaïque.

1875 : Werner Von Siemens expose devant l’Académie des Sciences de Berlin un article sur l’effet photovoltaïque dans les semi-conducteurs. Mais jusqu’à la Seconde Guerre Mondiale, le phénomène reste encore une curiosité de laboratoire.

1954 : Trois chercheurs américains, Chapin, Pearson et Prince, mettent au point une cellule photovoltaïque à haut rendement au moment où l’industrie spatiale naissante cherche des solutions nouvelles pour alimenter ses satellites.

1958 : Une cellule avec un rendement de 9 % est mise au point. Les premiers satellites alimentés par des cellules solaires sont envoyés dans l’espace.

1973 : La première maison alimentée par des cellules photovoltaïques est construite à l’Université de Delaware.

1983 : La première voiture alimentée par énergie photovoltaïque parcourt une distance de 4 000 km en Australie.


L’effet photovoltaïque



Lorsqu’un matériau est exposé à la lumière du soleil, les atomes exposés au rayonnement sont "bombardés" par les photons constituant la lumière; sous l’action de ce bombardement, les électrons des couches électroniques supérieures (appelés électrons des couches de valence) ont tendance à être "arrachés / décrochés" :

si l’électron revient à son état initial, l’agitation de l’électron se traduit par un échauffement du matériau. L’énergie cinétique du photon est transformée en énergie thermique.

par contre, dans les cellules photovoltaïques, une partie des électrons ne revient pas à son état initial. Les électrons " décrochés " créent une tension électrique continue faible. Une partie de l’énergie cinétique des photons est ainsi directement transformée en énergie électrique : c’est l’effet photovoltaïque.





L’effet photovoltaïque constitue la conversion directe de l'énergie du rayonnement solaire en énergie électrique. Le terme photovoltaïque vient du grec " phos, photos " qui désigne la lumière et de "voltaïque", mot dérivé du physicien italien Alessandro VOLTA, connu pour ses travaux sur l’électricité.

Un petit reportage sur les panneaux solaires