Comment l'énergie solaire peut elle remplacer les énergies fossiles?

Pages: 33 (8059 mots) Publié le: 16 mars 2013
INTRODUCTION

Le XXIe siècle est confronté à un défi énergétique sans précédent. La demande mondiale, croît de façon massive et inéluctable. Les énergies fossiles tirées du pétrole, du gaz, du charbon issu de la transformation d’organismes vivant ayant vécu il y des millions d’années, ne pourront y répondre indéfiniment; mais il n'existe pas pour autant d'autres énergies susceptibles de lesremplacer rapidement et massivement.
Pour donné un ordre de grandeur de la vitesse d’utilisation des combustibles fossiles, on considère qu’au rythme actuel, l’humanité aura épuisé en moins de deux-cent ans les réserves accumulés pendant plusieurs centaine de millions d’années. On constate ainsi que l’humanité épuise les réserves des combustibles fossiles environ un million de fois plus vite que ceque la nature a mis pour les constituer. Selon les chiffres, la planète fournirait encore de l’énergie fossile pendant près de quarante ans. En préparant l'avenir et en s'engageant dans la transition énergétique. Il s'agit de mettre en place les conditions d'une mutation progressive et équilibrée, fondée sur le développement d'un bouquet d'énergies diversifiées répondant aux contraintesenvironnementales, en attendant l'émergence de nouveaux substituts Nous nous intéresserons plus particulièrement a l’énergie solaire.
Comment l’énergie solaire peut-elle contribuer au remplacement des énergies fossiles ?
Au cours de ce dossier, nous approfondirons l’origine de l’énergie solaire et aborderons les différentes utilisations de cette énergie. Nous terminerons par un bilan environnemental duphotovoltaïque.

I- Le soleil, une source d’énergie

Le soleil est, dans la classification astronomique une étoile du type naine jaune, née il y a à peu près 5 milliards d’années. Le soleil a un diamètre de 1 392 000 km, soit 109 fois celui de la Terre et se trouve à 149 600 000 km de notre planète. Il est l’étoile centrale, et de loin le plus gros objet de notre système solaire. Ilreprésente à lui seul 99.8% de la masse totale du système solaire.

A) Structure du Soleil

Le soleil est composé d’environ 70% d’hydrogène, de 28% d’hélium, mais aussi d'oxygène, de carbone, de fer, de néon, d'azote, de silicium, de magnésium et de soufre, mais à des proportions réduites qui représentent environ 2% de sa masse totale

Le noyau ou cœur : Sa masse volumique est supérieure à150 000 kg.m-3 et sa température approche les 15 millions de kelvins C’est dans le cœur que se produisent les réactions thermonucléaires ou fusion nucléaire qui transforment l’hydrogène en hélium.
Le cœur est la seule partie du Soleil qui produit une quantité notable de chaleur par fusion : le reste de l’étoile tire sa chaleur uniquement de l’énergie qui en provient. La totalité de l’énergie qui yest produite doit traverser de nombreuses couches successives jusqu’à la photosphère, avant de s’échapper dans l’espace sous forme de rayonnement solaire.

La zone radiative : Dans cette zone, la matière solaire est tellement chaude que le transfert de chaleur du centre vers les couches extérieures du Soleil se fait par radiation thermique. C’est-à-dire que ce rayonnement dit "thermique" peutse propager dans le vide. La température de la matière solaire diminue d’environ 2 millions de kelvins en traversant cette couche du soleil qui a une épaisseur d’environ 380 000 km.

La zone convective : Elle est séparée de la zone de radiation par une couche épaisse d’environ 3000 kilomètres, la tachocline. Elle a une épaisseur d’environ 140 000 km. Dans la zone de convection, qui est une zonede déplacement, la matière n’est plus ni assez dense ni assez chaude pour évacuer la chaleur par radiation : c’est donc par convection, c’est-à-dire que la matière est transporté par, au moins, un fluide. C’est selon un mouvement vertical, que la chaleur est conduite vers la photosphère. Dans cette zone, la température passe de 2 millions à environ 5 800 de kelvins.

La photosphère : La...
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