etude

1184 mots 5 pages

Energie photovoltaïque
Filière Physique des Composants
Nanostructurés
PHELMA – Septembre 2010

Anne Kaminski1, Mathieu Monville2
1INP

Grenoble - INSA Lyon
2 Solarforce

1

PLAN DU COURS

1- Panorama de l’énergie mondiale, contribution et intérêt de l’énergie photovoltaïque. Rappels sur le rayonnement solaire.
2- Conversion photon – électron, convertisseur PV idéal. Physique des cellules PV, calcul de la réponse spectrale, du courant photogénéré, du rendement. Paramètres caractéristiques. Pertes.
3-Cellules de 1ère génération
* Elaboration et caractérisation du silicium
* Aspects technologiques et physiques des cellules de première génération 4- Cellules de 2ème et 3ème génération
* Cellules en couches minces en silicium, matériaux II-VI et organiques
* Nouveaux concepts pour augmenter l’absorption du rayonnement solaire et atteindre des hauts rendements.
2

PLAN DU COURS

1- Panorama de l’énergie mondiale, contribution et intérêt de l’énergie photovoltaïque. Rappels sur le rayonnement solaire.
2- Conversion photon – électron, convertisseur PV idéal. Physique des cellules PV, calcul de la réponse spectrale, du courant photogénéré, du rendement. Paramètres caractéristiques. Pertes.
3-Cellules de 1ère génération
* Elaboration et caractérisation du silicium
* Aspects technologiques et physiques des cellules de première génération 4- Cellules de 2ème et 3ème génération
* Cellules en couches minces en silicium, matériaux II-VI et organiques
* Nouveaux concepts pour augmenter l’absorption du rayonnement solaire et atteindre des hauts rendements.
3

INTRODUCTION : DE L’ENERGIE

ENERGIE
SOLAIRE
?

Energie
Energie renouvelable
Energies fossiles

Energie photovoltaïque : électricité
Energie thermique : solaire thermique
Soleil et lumière
Technologies et dispositifs
Performances et recherche
4

INTRODUCTION : DE L’ENERGIE SOLAIRE
INTRODUCTION : DE L’ENERGIE

L’ENERGIE : propriété physique indispensable à

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Date de création | 1° mars 2009 | Principal associé et gérant | Mr Paul Janvier | Chiffre d’affaires | 1 200 000 € | L’entreprise SUN’énair fabrique et commercialise des panneaux photovoltaïques qui, placés sur les toits des divers bâtiments, permettent de capter les rayons solaires et de les transformer en énergie. Ce produit répond totalement aux nouvelles exigences écologiques et économiques.….

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Le principe de l'obtention du courant par les cellules photovoltaïques s'appelle l'effet photoélectrique. Ces cellules produisent du courant continu à partir du rayonnement solaire. Ensuite l'utilisation de ce courant continu diffère d'une installation à l'autre, selon le but de celle-ci. On distingue principalement deux types d'utilisation, celui où l'installation photovoltaïque est connectée à un réseau de distribution d'électricité et celui où elle ne l'est pas. Les installations non connectées peuvent directement consommer l'électricité produite.….

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Pour transformer cette énergie solaire en énergie électrique, et pouvoir la stocker, L’installation de plusieurs appareils est nécessaire. Des panneaux photovoltaïques : posés généralement sur le toit, ils captent le rayonnement du soleil à l’aide de cellules photovoltaïques (voir annexe) Un onduleur photovoltaïque : qui transforme l’énergie produite en continu en un courant alternatif (voir annexe) Une batterie photovoltaïque (facultative) : Elle permet de stocker l’électricité produite pour ensuite être redistribuer sur le réseau électrique de la maison, Cella permet aussi d’assurer l’autonomie du fonctionnement du système.….

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comme caractère propre la chlorophylle, et aussi elle possède comme caractère exclusifs : des organites cellulaires et des enveloppes nucléaires. II) ETABLIR L´ARBRE TRADUISANT LES RELATIONS DE PARENTÉ ENTRE LES QUATRE TYPES DE CELLULES (ÉTUDIÉES AU TP PRÉCÉDENT) Ouvrir le document Power Point montrant l´arbre de parenté des 4 types de cellules.….

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Le principe de l'énergie photovoltaïque consiste en la transformation directe de la lumière du soleil en énergie électrique. On peut donc produire le courant à l’endroit où l'on en a besoin, des panneaux solaires étant bien moins encombrants qu’une centrale classique ou même une éolienne. Nous arrivons en ce début de XXIe siècle, dans une période où la demande d’énergie mondiale est croissante et où les ressources telles le pétrole, le gaz, ou l'uranium s'épuisent.….

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Plan : 1- Principe a) Origines b) Utilisations 2- Ressources 3- Conséquences possibles Intro : De nos jours, l’environnement est en danger dû à la pollution omniprésente des véhicules, usines, centrales et autres faits et gestes quotidien de l’Homme.….

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I ) Etude de cas Afin de voir plus concrètement les bénéfices et les avantages qu’il est possible de retirer des panneaux solaires, nous avons réalisés quelques études. 1) Techniques utilisées a) Installation photovoltaïque Les cellules solaires photovoltaïques sont des semi-conducteurs capables de convertir directement la lumière en électricité. Le principe de fonctionnement de cette cellule fait donc appel aux propriétés du rayonnement et celles des semi-conducteurs. L'installation de 1 m² de panneaux solaires photovoltaïques coûte environ 1000€. (cout du panneau + cout de la pose).Cependant, 60 % du coût total peut être remboursé par des subventions de l'ADEME (Agence de l'environnement et de la maîtrise de l'énergie - Établissement public national à caractère industriel et commercial sous la tutelle des ministres chargés de la recherche, de l’écologie et de l'énergie.….

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TPE L’ENERGIE PHOTOVOLTAÏQUE {draw:frame} {draw:frame} {draw:frame} {draw:frame} {draw:frame} {draw:frame} BERGOT Florian 1èreS°2 BARBAULT Benoît 1èreS°2 PHILIPPE Rémi 1èreS°1 {text:soft-page-break} Problématique : Après le nucléaire, le photovoltaïque deviendra-t-il la principale source d’électricité ? {draw:frame} L’énergie photovoltaïque désigne l’énergie récupérée et transformée directement à partir de la lumière du soleil par des panneaux solaire. La conversion de cette énergie à été découvert en 1839 par Antoine BECQUEREL. 1/Les panneaux photovoltaïques Le fonctionnement : Un panneau solaire est constitué de plusieurs cellules, chaque une ne produisant qu’une petite quantité d’électricité. Assemblées en série celles-ci fournissent la tension et le courant électrique utiles.….

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Essor des cellules deuxième génération : * Le développement a été important, il a été multiplié par environ 100 entre 2005 et 2012 pour les cellules de silicium amorphe, et par environ 60 pour les cellules de silicium cristallin en couches minces. * Baisse des prix : * Prix de vente diminuer par 50% a cause de l’augmentation de la capacité de production et à l’augmentation de la puissance mondial installé.….

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