Jamy Gourmaud nous explique le photovoltaïque, aujourd'hui et demain.

Summary

La lumière du soleil, après huit minutes et vingt secondes de voyage, atteint la Terre, apportant chaleur et vitalité. Depuis la découverte de l'effet photovoltaïque en 1839 par Antoine Becquerel, les panneaux solaires se sont développés, utilisant le silicium comme matériau semi-conducteur clé. Ces panneaux fonctionnent grâce au dopage du silicium pour créer une tension électrique, transformant ainsi la lumière en énergie électrique. L'installation d'une centrale photovoltaïque nécessite une étude précise et une installation minutieuse, respectant l'intégrité de la toiture. L'avenir promet une énergie renouvelable, écologique et rentable, avec des innovations comme les batteries de stockage et l'amélioration du rendement des panneaux.

Takeaways

• ☀️ La lumière du soleil met en moyenne 8 minutes et 20 secondes pour atteindre la Terre.
• 🔬 L'effet photovoltaïque a été découvert en 1839 par le physicien français Antoine Becquerel.
• 🌱 Les panneaux photovoltaïques sont principalement constitués de silicium, un matériau abondant et semi-conducteur.
• 🔋 Le dopage du silicium permet de créer une tension électrique en induisant un surplus ou un déficit d'électrons.
• 🏡 L'installation de panneaux photovoltaïques nécessite la compétence d'un électricien et la considération de l'intégrité de la toiture.
• 🌤️ Même en France, avec un climat souvent nuageux, les panneaux photovoltaïques continuent de produire de l'électricité.
• 💡 Les panneaux photovoltaïques sont connectés à un onduleur qui transforme le courant continu en courant alternatif.
• 🌍 En Allemagne, on produit beaucoup d'électricité photovoltaïque malgré le climat peu ensoleillé.
• 🔌 L'électricité produite par les panneaux photovoltaïques est vendue à EDF à un prix garanti par l'État pendant 20 ans.
• 🔄 La recherche et développement visent à améliorer l'efficacité des panneaux photovoltaïques, actuellement d'environ 15%.

Q & A

Combien de temps met la lumière du soleil en moyenne pour arriver sur Terre?

La lumière du soleil met en moyenne huit minutes et vingt secondes pour arriver sur Terre.

Qui a découvert le phénomène de transformation de la lumière en électricité, connu sous le nom d'effet photovoltaïque?

L'effet photovoltaïque a été découvert en 1839 par le physicien français Antoine Becquerel.

Quel est le matériau principal utilisé dans la fabrication des panneaux photovoltaïques?

Le silicium est le matériau principal utilisé dans la fabrication des panneaux photovoltaïques.

Pourquoi le silicium est-il essentiel dans la production d'électricité par les panneaux photovoltaïques?

Le silicium est un semi-conducteur, propriété indispensable pour la production d'électricité, et il est abondant sur Terre, ce qui en fait un choix logique pour les panneaux photovoltaïques.

Quel est le processus qui permet aux panneaux photovoltaïques de générer un courant électrique?

Le processus qui permet aux panneaux photovoltaïques de générer un courant électrique est le dopage du silicium, qui crée une tension électrique en induisant un surplus d'électrons d'une part et un déficit d'électrons d'autre part.

Comment les panneaux photovoltaïques sont-ils constitués pour maximiser la production d'électricité?

Les panneaux photovoltaïques sont constitués de plusieurs couches, avec une couche exposée à la lumière doped avec du phosphore pour créer une borne négative et une couche inférieure doped avec du bore pour créer une borne positive.

Quels sont les avantages de l'utilisation de panneaux photovoltaïques pour la production d'électricité?

Les panneaux photovoltaïques sont inépuisables et produisent de l'électricité dès que le soleil brille, contribuant ainsi à la protection de l'environnement en générant de l'électricité verte sans émission de gaz à effet de serre.

Comment est calculé le rendement des panneaux photovoltaïques?

Le rendement des panneaux photovoltaïques est calculé en fonction de la quantité d'énergie lumineuse qui est convertie en électricité, et actuellement, ce chiffre est de l'ordre de 15%.

Quels sont les défis auxquels font face les scientifiques pour améliorer les performances des panneaux photovoltaïques?

Les scientifiques cherchent à améliorer les performances des panneaux photovoltaïques en travaillant sur divers paramètres, tels que l'amélioration de la couche anti-reflets et le dopage du silicium.

Quelle est la perspective d'avenir pour la production d'électricité photovoltaïque?

L'avenir de la production d'électricité photovoltaïque est prometteur, avec des innovations telles que la léto-jonction pour augmenter le rendement des panneaux et l'utilisation de batteries de nouvelle génération pour stocker l'électricité produite pendant la journée pour l'utiliser le soir.

Quel est l'impact environnemental de l'utilisation des panneaux photovoltaïques?

L'utilisation des panneaux photovoltaïques a un impact environnemental positif, car elle permet de produire de l'électricité verte à partir d'une énergie renouvelable, réduisant ainsi les émissions de gaz à effet de serre.

Outlines

00:00

🌞 Principes de l'énergie photovoltaïque

Le paragraphe 1 explique comment la lumière du soleil, qui prend en moyenne 8 minutes et 20 secondes pour atteindre la Terre, peut être transformée en électricité grâce au phénomène de l'effet photovoltaïque découvert en 1839 par Antoine Becquerel. Les panneaux photovoltaïques, qui sont largement répandus aujourd'hui, fonctionnent grâce au silicium, un matériau abondant sur Terre et semi-conducteur essentiel à la production d'électricité. Le processus de dopage est utilisé pour créer une tension électrique, en ajoutant des matériaux tels que le phosphore ou le bore qui influencent le nombre d'électrons dans le silicium. Ces panneaux sont composés de couches de silicium dopées différemment pour créer une borne négative avec un surplus d'électrons et une borne positive avec un déficit d'électrons, similaire à une pile. L'exposition à la lumière déclenche le mouvement des électrons, générant un courant électrique qui peut être utilisé pour alimenter des appareils.

05:01

🏠 Installation des panneaux photovoltaïques

Le paragraphe 2 traite de l'installation des panneaux photovoltaïques, une tâche qui nécessite des compétences en électricité et en étancheité des toitures. Un conseiller réalise d'abord un bilan solaire pour dimensionner l'installation en fonction de divers facteurs tels que la superficie, l'orientation et l'inclinaison de la toiture. Les installateurs, souvent des artisans ayant une double compétence en électricité et en couverture, sécurisent le chantier et installent les supports et les panneaux, tout en préservant l'étanchéité. Les panneaux sont reliés à un onduleur qui transforme le courant continu en courant alternatif, qui est ensuite comptabilisé par un compteur avant d'être injecté dans le réseau électrique. Les panneaux sont étanches et contribuent à la protection de l'environnement en ne produisant aucune émission de gaz à effet de serre. Les producteurs d'électricité bénéficient d'un revenu complémentaire grâce à la vente de leur énergie produite à EDF, avec un tarif garanti par l'État pour 20 ans.

10:02

🔋 Avenir de l'énergie photovoltaïque

Le paragraphe 3 explore l'avenir de l'énergie photovoltaïque, avec des prévisions d'une augmentation du coût de l'électricité produite sur le réseau et une réduction du coût de l'électricité photovoltaïque. Les experts suggèrent que la parité entre les deux types d'énergie pourrait être atteinte d'ici 2015 à 2020. L'énergie produite pendant la journée pourrait être stockée dans des batteries de nouvelle génération pour être utilisée le soir, ce qui permettrait aux propriétaires de panneaux photovoltaïques de consommer directement l'électricité qu'ils produisent. La recherche et le développement continuent de progresser, avec des efforts pour améliorer l'efficacité des panneaux photovoltaïques, actuellement d'environ 15%. Des techniques de dopage innovantes et des matériaux sont en cours de développement pour augmenter cette efficacité. De plus, des innovations sont apportées dans l'installation des panneaux, avec des modules souples et légers pour les toitures à faible pente et des panneaux pour les façades verticales, qui jouent également un rôle d'isolant thermique et phonique. L'énergie photovoltaïque est présentée comme une solution écologique pour aujourd'hui et demain, avec un potentiel considérable en France, où seulement 10% des toits pourraient produire 20% de l'électricité nationale.

Keywords

💡Effet photovoltaïque

L'effet photovoltaïque est un phénomène de conversion de la lumière en électricité. C'est la base de la production d'énergie par les panneaux solaires. Dans le script, il est mentionné que ce phénomène a été découvert en 1839 par Antoine Becquerel, un physicien français, et est aujourd'hui à l'origine de la production d'électricité par les panneaux photovoltaïques.

💡Silicium

Le silicium est un élément chimique utilisé dans la fabrication des panneaux photovoltaïques en raison de ses propriétés de semi-conducteur. Dans le script, il est expliqué que le silicium est dopé pour créer une tension électrique, ce qui permet à la lumière solaire d'être transformée en électricité. C'est un matériau essentiel pour la production d'énergie renouvelable.

💡Doping

Le doping est un processus utilisé pour modifier les propriétés électriques d'un matériau en y ajoutant des impuretés contrôlées. Dans le contexte du script, le silicium est dopé pour créer un surplus d'électrons (n-type) ou un déficit d'électrons (p-type), ce qui permet la génération d'électricité lorsque les panneaux sont exposés à la lumière du soleil.

💡Tension électrique

La tension électrique est une différence de potentiel électrique qui peut pousser les charges électriques à se déplacer, créant un courant. Dans le script, la tension électrique est générée par le doping du silicium dans les panneaux photovoltaïques, ce qui permet à la lumière solaire de transformer en électricité.

💡Panneaux photovoltaïques

Les panneaux photovoltaïques sont des dispositifs qui utilisent l'effet photovoltaïque pour convertir la lumière solaire en électricité. Le script décrit comment ces panneaux sont composés de couches de silicium dopé, qui créent une tension électrique lorsque exposés à la lumière, et comment ils sont installés pour produire de l'électricité.

💡Installation photovoltaïque

L'installation photovoltaïque fait référence au processus d'installation des panneaux solaires sur un toit ou un autre support. Le script explique les étapes de cette installation, y compris l'évaluation du potentiel solaire, la dimensionnement de l'installation, et le respect de l'intégrité du toit lors du montage.

💡Énergie renouvelable

L'énergie renouvelable est une forme d'énergie qui est régénérée naturellement et est donc inépuisable. Dans le script, l'énergie photovoltaïque est présentée comme une source d'énergie renouvelable, car elle est basée sur la lumière du soleil, qui est disponible de manière continue et sans fin.

💡Émissions de gaz à effet de serre

Les émissions de gaz à effet de serre sont des gaz qui contribuent au réchauffement de la Terre. Le script mentionne que la production d'électricité par les panneaux photovoltaïques n'engendre aucune émission de gaz à effet de serre, ce qui en fait une solution écologique pour la production d'énergie.

💡Autoconsommation d'électricité

L'autoconsommation d'électricité est le fait de consommer directement l'électricité produite par son propre système de production, comme des panneaux photovoltaïques. Le script évoque l'avenir où les propriétaires de panneaux solaires pourraient consommer directement l'électricité qu'ils produisent, réduisant ainsi leur facture d'électricité.

💡Stockage d'électricité

Le stockage d'électricité est la capacité à stocker de l'énergie électrique pour une utilisation ultérieure. Le script mentionne l'avancée dans le développement de batteries de nouvelle génération pour stocker l'électricité produite par les panneaux photovoltaïques, permettant ainsi son utilisation même lorsque le soleil ne brille pas.

Highlights

La lumière du soleil met en moyenne 8 minutes et 20 secondes pour arriver sur Terre.

L'effet photovoltaïque a été découvert en 1839 par le physicien français Antoine Becquerel.

Les premières cellules photovoltaïques ont été créées un siècle et demi après sa découverte.

Les panneaux photovoltaïques sont constitués de silicium, un matériau abondant sur Terre.

Le silicium est un semi-conducteur essentiel pour la production d'électricité.

Les panneaux photovoltaïques fonctionnent grâce au dopage du silicium pour créer une tension électrique.

Les panneaux sont composés de couches dopées avec du phosphore et du bore pour créer des bornes négatives et positives.

L'électricité est produite lorsque les panneaux sont exposés à la lumière et les électrons circulent d'une borne à l'autre.

Le photovoltaïque est une solution adaptée indépendamment du niveau d'ensoleillement local.

En Allemagne, on produit le plus d'électricité photovoltaïque en Europe, malgré le climat nuageux.

L'installation de panneaux photovoltaïques nécessite un bilan solaire et des compétences multiples.

Les panneaux sont installés par des artisans ayant des compétences en électricité et en couverture.

Les panneaux photovoltaïques sont étanches et préservent l'intégrité de la toiture.

Les panneaux fournis une électricité qui est transformée en courant alternatif par un onduleur.

Les producteurs d'électricité photovoltaïque peuvent vendre l'électricité produite à EDF à un prix garanti par l'État.

L'électricité photovoltaïque est une énergie renouvelable et n'émet pas de gaz à effet de serre.

Le coût de l'électricité photovoltaïque a tendance à baisser, tandis que celui du réseau augmente.

Les batteries de nouvelle génération permettront de stocker l'électricité produite pour la consommation nocturne.

La recherche et développement visent à améliorer le rendement des panneaux photovoltaïques, actuellement de 15%.

Les innovations incluent le développement de nouvelles techniques de dopage et de modules souples pour différents types de toitures.

Le photovoltaïque est une solution écologique pour l'avenir et peut être intégré dans un bouquet énergétique diversifié.

En France, il suffirait de couvrir 10% des toits pour produire 20% de l'électricité nationale.

Transcripts

huit minutes et 20 secondes c'est le

temps en moyenne que met la lumière du

soleil pour arriver jusqu'à la terre

vient nous offrir la vie la chaleur est

depuis peu l'électricité en effet le

phénomène de transformation de la

lumière en électricité ce que l'on

appelle l'effet photovoltaïque n'a été

découvert qu'en 1839 par un physicien

français antoine becquerel les premières

cellules photovoltaïques ont vu le jour

un siècle et demi après aujourd'hui les

panneaux photovoltaïques fleurissent un

peu partout autour de nous alors comment

fonctionnent ces panneaux

comment les installe ton qui elle est

l'avenir de cette énergie voilà des

questions auxquelles nous allons

apporter toute la lumière du soleil

le fonctionnement des panneaux

photovoltaïques repose d'abord sur le

matériau dont ils sont constitués le

silicium c'est un élément que l'on

retrouve en abondance sur terre

puisqu'il est extrait de la silice font

plus vendable

le silicium à une propriété

indispensable à la production

d'électricité

c'est un semi conducteurs attention ce

n'est pas le seul matériau semi

conducteur qui existe sur terre mais

actuellement c'est celui qui a le plus

la cote oui ça va pour la peine d'en

rajouter non plus

revenons à la fameuse propriété du

silicium

comme toute la matière qui nous entoure

le silicium est constituée d'atomes and

atom c'est un noyau de particules autour

duquel gravitent des électrons des

charges négatives quand les panneaux

photovoltaïques sont exposés à la

lumière les électrons du silicium

s'agite dans tous les sens il passe d'un

atome à l'autre pourtant ça ne fait pas

un courant électrique un courant

électrique c'est une circulation

d'électrons dans un sens bien précis

pour obtenir ce courant on va doper le

silicium menon part comme ça le dopage

du silicium est une opération qui

consiste à obtenir d'un côté surplus

d'électrons et de l'autre un déficit

d'électro ont créé ce que l'on appelle

une tension électrique de cette manière

les électrons circulent toujours de la

borne négative qui possède un surplus

d'électrons un surplus de charges

négatives vers la borne positive qui

elle présente un déficit d'électro

finalement c'est ce qui se passe avec

une pile et c'est exactement ce que l'on

cherche à reproduire avec des panneaux

photovoltaïques ils sont constitués de

plusieurs couches sur la couche exposé à

la lumière on a ajouté du phosphore

autrement dit un matériau dont les

atomes possède davantage d'électrons que

ceux du silicium et sur la couche

inférieure on a ajouté du bord un

matériau dans les atomes cette fois

possède - d'électrons que ceux du

silicium en obtient donc une sorte de

piles avec d'un côté une borne négative

qui présente un surplus d'électro grâce

au phosphore et de l'autre une borne

positive qui présente un déficit

d'électrons grâce au bord il suffit

ensuite de relier les deux bornes avec

un fil conducteur de placer sur ce fil

en poule par exemple et dès que le

soleil vient frapper les panneaux les

électrons du silicium se mettent à

circuler en alimentant au passage lent

poule on obtient un courant électrique

l'avantagé c'est que c'est inépuisable

dès que le soleil brille les panneaux

photovoltaïques se met à produire du

courant électrique

vous l'avez compris avec les panneaux

photovoltaïques ce n'est pas la chaleur

du soleil que l'on recherche mais son

rayonnement voilà pourquoi le

photovoltaïque est une solution

parfaitement adaptée quel que soit

l'endroit où l'on habite en france

certes la couverture nuageuse va

diminuer le rendement des cellules

photovoltaïques

mais malgré la présence des nuages elles

vont continuer à produire de

l'électricité

la preuve c'est en allemagne qui à ce

jour possède le plus grand parc

photovoltaïque en europe que l'on

produit le plus d'électricité d'origine

photovoltaïque

or entre nous l'allemagne n'est pas

spécialement réputé pour sa météo

ensoleillée bref vous l'avez compris le

photovoltaïque ça marche

quand on installe des panneaux

photovoltaïques ont fait avec le

bâtiment un petit peu comme on fait avec

un patient on commence par un bilan un

bilan solaire il est confié à un

spécialiste un conseiller comme on dit

dans le jargon en fonction de la

localisation géographique du niveau

d'ensoleillement de la superficie de la

toiture de son orientation son

inclinaison de l'ombre qu'elle subit le

conseiller va dimensionné l'installation

photovoltaïque

à l'issue de cette étude il fournit

également une estimation des revenus

complémentaires qui sont liées à cette

production d'électricité on va

maintenant parler de l'installation en

elle-même elle nécessite plusieurs

compétences celle d'un électricien mais

pas seulement il faut aussi respecter

l'intégrité de la toiture veiller à ce

que les panneaux photovoltaïques ne

perturbe ni l'isolation ni l'étanchéité

c'est la raison pour laquelle on fait

appel à des artisans qui ont une double

compétence électricien et couvreurs on

va aller leur faire un petit coucou

alors les installateurs commence par

sécuriser le chantier

et préserver la maison on va aller faire

un petit tour là haut histoire aussi de

prendre le soleil

ah ouais sympa les gars l'a vu un

j'oubliais c'est pas de ce côté qu'il

faut regarder c'est par là pour le

moment on a donc installé la structure

qui est chargé d'accueillir les panneaux

photovoltaïques je sais ça ne nous fait

ni chaud ni froid si j'ose dire et

pourtant c'est très innovant ces

supports sont fabriqués à partir d'un

thermoplastiques qui est utilisé en

aéronautique cette nouvelle technologie

permet de résister à toutes les

conditions climatiques le vent la pluie

et le sel c'est important quand on

habite au bord de la mer et puis quand

vous pouvez le constater ces supports

permettent de garder les panneaux

indépendants les uns des autres c'est

mieux si au fil du temps il faut en

changer voilà on a posé les câbles il ne

reste plus maintenant qu'à installer ces

fameux panneaux photovoltaïques

il n'y a pas un seul nuage menaçant à

l'horizon mais je peux vous assurer que

la toiture est aussi étanche qu'au

départ grâce aux panneaux

photovoltaïques qui sont désormais

installés et qui sont parfaitement

étanche et grâce aussi à la structure

sur laquelle ils sont posés qui elle

aussi est parfaitement étanche

au final il faut compter une à deux

journées pour installer les panneaux

ensuite il ne reste plus qu à raccorder

des panneaux au réseau électrique

ces panneaux photovoltaïques fournis

c'est un courant continu qui arrivent

ici

ce courant continu et transformé grâce à

un onduleur en courant alternatif lequel

onduleurs et lui même relié à un

compteur qui va comptabiliser

l'électricité produite avant qu'elle

soit injecté sur le réseau

vous voilà donc devenu producteur

d'électricité ont même titre qu'un

producteur classique et attention

l'électricité que vous produisez

n'engendre aucune émission de gaz à

effet de serre dans l'atmosphère de

cette manière vous participez donc à la

protection de l'environnement en effet

vous produisez de l'électricité verte à

partir d'une énergie renouvelable et

l'électricité que vous produisez peut

être utilisée localement soit par vous

même soit en l'injectant sur le réseau

ce qui va permettre à tous les

consommateurs d'en profiter que ce soit

vous ou un autre une école un commerce

une entreprise et tout cela en vous

assurant un revenu complémentaire qui

lui aussi est durable en effet edf

rachète l'électricité que vous produisez

un prix fixé par l'état est garanti pour

20 ans tenez à titre indicatif une

centrale photovoltaïque comme celle-ci

24 carré peut assurer une production

annuelle de 2400 kilowattheure si elle

est installée dans le pas de calais et

jusqu à 3756 comme ici elle est

installée dans le var ça vaut le coup

non

voilà on vient de voir comment

fonctionnent les centrales

photovoltaïques aujourd'hui en france et

demain bien demain les choses vont

évoluer en effet on le sait le coût de

l'électricité produite sur le réseau va

augmenter alors qu à l inverse le trou

de l'électricité photovoltaïque à lui

tendance à double selon les experts la

parité entre le kilowattheure

photovoltaïque et le kilowattheure

produit sur le réseau devrait être

atteinte à l'horizon 2018 2020 voire

2015 pour les plus optimistes

et alors me direz vous qu'est ce que ça

va changer

eh bien à partir de ce moment là les

propriétaires de centrales

photovoltaïques pourront consommer

directement l'électricité qu'ils

produisent bon je sais ce que vous allez

me dire on consomme de l'électricité

plus tôt en soirée et quand on rentre du

travail or ces piles le moment où le

soleil est couché eh bien ça ne poserait

plus de problème en effet l'électricité

produite dans la journée sera stockée

dans des batteries de nouvelle

génération qui sont en train d'arriver

sur le marché le soir on voit rentrer

chez vous eh bien vous pourrez utiliser

l'électricité produite dans la journée

pour éclairer la maison à la télévision

faire tourner les machines etc et au

passage rien ne vous empêchera de

revendre le surplus d'électricité que

vous aurez de produits et que vous

n'aurez pas consommer

si maintenant on jette un oeil du côté

de la recherche et du développement

on constate que là aussi les choses

avancent à l'heure actuelle le rendement

des panneaux photovoltaïques est de

l'ordre de 15% ça veut dire qu'une

grande partie de l'énergie lumineuse qui

arrive sur les panneaux est perdu enfin

perdu transformée en chaleur ou bien

réfléchi au final donc seuls 15 % de

l'énergie lumineuse sont converti en

électricité et bien les scientifiques

cherchent justement à améliorer ses

rendements en travaillant sur de

nombreux paramètres comme l'amélioration

de la couche anti reflets ou encore le

fameux dopage du silicium

tenait jusqu'à présent on l'a vu les

panneaux solaires sont constitués de

deux couches identique de silicium mais

qui ont été dopés de manière opposée

l'objectif étant d'obtenir deux bornes

l'une positive l'autre négative cette

technique s'appelle lobo jonction et

bien aujourd'hui des ingénieurs de

photowatt filiale d'edf renner travaille

avec des chercheurs du cea sur une

nouvelle technique de dopage cette

technique consiste à utiliser deux

couches de silicium de nature différente

bien sûr continuer à les dopés de

manière opposée mais en utilisant ces

deux couches de nature différente ce

qu'on appelle lé hétérojonction on

augmente significativement le rendement

des panneaux photovoltaïques

et puis ce n'est pas tout il y a

également des innovations dans la

manière d'installer les panneaux

photovoltaïques il faut savoir que les

particuliers ne sont pas les seuls à

produire de l'électricité verte des

panneaux sont aussi installés sur les

bâtiments agricoles sur les toits des

entreprises ou encore des collectivités

locales or il faut pouvoir s'adapter à

tous les types de toitures ainsi

aujourd'hui sur les bâtiments d'élevage

qui ont une faible pente ou sur les

toits en tôle on a la possibilité

d'installer des modules souples et ultra

léger en ville on peut aussi installer

des panneaux sur les façades d'immeubles

à la verticale dans ce cas il joue

également le rôle d'isolant thermique et

phonique

bref vous l'avez compris le solaire

photovoltaïque est une solution

écologique pour aujourd'hui et aussi

pour demain il a donc toute sa place

dans un bouquet énergétique à côté de

l'éolien l'hydraulique la géothermie

profonde la biomasse le gaz naturel et

aussi l'énergie nucléaire juste pour

vous donner une petite idée du potentiel

photovoltaïque en france il suffirait de

couvrir 10% des toits pour produire 20%

de l'électricité que nous consommons

ça laisse rêveur