Jamy Gourmaud nous explique le photovoltaïque, aujourd'hui et demain.
Summary
TLDRLa 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
🌞 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.
🏠 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.
🔋 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.
Mindmap
Keywords
💡Effet photovoltaïque
💡Silicium
💡Doping
💡Tension électrique
💡Panneaux photovoltaïques
💡Installation photovoltaïque
💡Énergie renouvelable
💡Émissions de gaz à effet de serre
💡Autoconsommation d'électricité
💡Stockage d'électricité
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
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