Les centrales solaires et les panneaux photovoltaïques
Il existe plusieurs types de centrales solaires dont les centrales électriques solaires (production d’électricité à partir d’énergie solaire) comme par exemple des centrales thermiques et les centrales solaires photovoltaïques ( qui elles produisent de l’électricité grâce a des panneaux solaires photovoltaïques).
Les centrales photovoltaïques
Tous d’abord le photovoltaïque est un phénomène renouvelable qui se répand de plus en plus dans le monde. Les panneaux photovoltaïques, de nos jours sont de plus en plus utilisés sur des produits innovants tels que les satellites, l’usage domestique ou les futurs projets (voitures, avions..).
Un panneau photovoltaïque est composé de cellules photovoltaïques transformant l’énergie lumineuse en tension électrique. Les cellules photovoltaïques sont des composants électroniques capables de produire de l’électricité à partir de l’énergie solaire, et ceci grâce à l’effet photoélectrique.
Découvert en 1839 par Antoine Becquerel, ce phénomène est basé sur le comportement des matériaux semi-conducteurs lorsqu’ils reçoivent un rayonnement solaire. En effet, lorsque les photons de la lumière du soleil rentrent en contact avec ces matériaux particuliers, ils transmettent leur énergie aux électrons des semi-conducteurs qui génèrent alors une tension électrique. Le matériau semi-conducteur le plus massivement employé à l’heure actuelle par les fabricants de modules photovoltaïques demeure le silicium.
D’après nos expériences, nous pouvons observer qu’il y a bien une relation entre l’intensité lumineuse et la tension en volt produite dans la cellule photovoltaïque. En effet on observe une augmentation de la tension générée par la cellule photovoltaïque lorsqu’on augmente l’intensité lumineuse incidente sur la cellule.
Nous avons mesuré l’intensité de la lumière avec un luxmètre et la tension produite par la cellule voltaïque à l’aide d’un voltmètre.
Pour augmenter la productivité des centrales photovoltaïques ont augmentent la surface de panneaux photovoltaïques.
Les centrales solaires thermiques
Les centrales solaires thermiques utilisent l’énergie des photons des rayons solaires, en les focalisant en un point. Ce point de concours des rayons vas permettre de faire chauffer un tube d’huile
qui ensuite créera de la vapeur d’eau. Cette vapeur fera tourner un système rotor-stator (alternateur) à l’aide d’une turbine qui créera donc de l’électricité exploitable.
Nos expérience portent sur la focalisation des rayons lumineux en un point de deux façons différentes: l’une grâce à une lentille convergentes et une seconde qui reprend l’idée des centrales solaires thermiques avec des miroirs.
Ici nous avons focalisé des rayons lumineux en un point afin de voir si il y a une différence de température entre le foyer de la lentille et le reste de l’écran. Nous pouvons observer qu’il y a bien une différence de température lorsqu’on aligne la caméra thermique sur le point ou se focalise les rayons lumineux. En effets l’accumulation de l’énergie des photons crée cette chaleur en ce point.
Dans ce cas, nous avons modélisé la focalisation des rayons dans une centrale solaire thermique. Nous avons observé tout comme dans la première expérience une augmentation de chaleur au foyer. En dehors de ce foyer on observe une température de 23°C tandis que au foyer elle atteint les 24°C.
Pour conclure toutes sortes de centrales solaires qu’elles soient photovoltaïques ou thermiques utilisent l’énergie des photons des rayons solaires pour produire de l’énergie électrique mais en utilisant des techniques différentes : soit la focalisation des rayons, soit l’effet photoélectrique.
Néanmoins l’une des deux est plus écologique, en effet l’extraction des composants des cellules photovoltaïques est très néfaste pour l’environnement tandis que la centrale solaire thermique est totalement renouvelable et les rayons solaires inépuisables.
MENIER, JOUAN, BOUT, BEAUCE, LE BRETON
