Cellule solaire

[Tesla]

Bonjour

J'ai placé ce post là car je savais pas où le mettre

Voila je voudrais savoir ce qui fait qu'une cellule solaire produise de l'energie electrique...est ce que le rendement qui est pas très élevé ,15% je crois mais à vérifier, pourrais l'etre plus avec d'autre materiaux et dans ce cas réduire les pertes de la conversion ?

L'énergie solaire ca serait fantastique bien exploité non ?
Pensez vous que des groupes petrolier ou autre font pression pour contrer le develloppement de l'energie solaire?

merci bcp si vous avez quelques réponses à me fournir.

à+

[Chris77]

L'énergie solaire ca serait fantastique bien exploité non ? Pensez vous que des groupes petrolier ou autre font pression pour contrer le develloppement de l'energie solaire?

Je ne le pense pas... tout simplement parce que l'énergie solaire n'est pas du tout rentable du point de vue production d'énergie. Surtout qu'il faut des milliers d'hectares de panneaux solaires pour concurrencer une centrale nucléaire (et encore il faut du soleil 24/24h, 365/365 jours...). L'énergie solaire n'est pas si écologique que cela, parce que les matériaux utilisés pour les panneaux solaires sont extrémement polluants... Les panneaux solaires sont surtout efficaces pour l'alimentation électrique des outils ne nécessitant pas une forte consommation électrique dans des milieux isolés.

[Tesla]

Oui le problème c'est le rendement !!! 15 % je crois!!! c'est ridicule!
la grande surface des panneaux pourrais etre réduite je pense et améliorer le rendement avec une nouvelle chimie et des nouveaux materiaux?

Tesla

[Cécile]

Oui le problème c'est le rendement !!! 15 % je crois!!! c'est ridicule!

15 % d'une énergie inépuisable, ce n'est pas ridicule ! Connaissez-vous le rendement d'une centrale nucléaire ??? c'est pas génial non plus !
Pour les cellules solaires, le problème n'est pas le rendement, mais le coût des cellules. En effet, même avec un rendement de 15 %, si on couvre le toit d'une maison, ça produit une bonne partie de l'électricité nécessaire à cette maison.
Le coût élevé est dû surtout à deux choses : la difficulté d'automatisation de la production de cellules (surtout la découpe des cellules, qui est difficile), et le fait que la production est encore faible, donc les coûts sont importants (chaque industrie qui démarre a ce problème, d'où l'intérêt de soutenir le démarrage de cette filière, puis de laisser aller les lois du marché une fois que les coûts industriels ont été réduits).

tout simplement parce que l'énergie solaire n'est pas du tout rentable du point de vue production d'énergie. Surtout qu'il faut des milliers d'hectares de panneaux solaires pour concurrencer une centrale nucléaire (et encore il faut du soleil 24/24h, 365/365 jours...).

Tu as cette opinion car tu raisonnes en terme d'énergie centralisée. Donc tu imagines une centrale photovoltaïque remplaçant une centrale nucléaire. Bien sûr, dans ces conditions, le photovoltaïque est ridicule. Mais le photovoltaïque est une énergie décentralisée. L'intérêt est que chaque maison ou immeuble ait des panneaux, qui lui fournissent une partie de sa consommation, le reste étant apporté par le réseau EdF. Lorsque les panneaux fournissent plus d'électricité que nécessaire, elles renvoient le rab sur le réseau. Ce genre de chose pourrait être rentable à condition d'installer les panneaux dès la construction (donc on déduit le coût des tuiles classiques), et à condition d'être un peu encouragé au début (cf. plus haut).

L'énergie solaire n'est pas si écologique que cela, parce que les matériaux utilisés pour les panneaux solaires sont extrémement polluants

Ben c'est surtout du silicium, qui n'est pas polluant. Il y a peut-être quelques matériaux minoritainres plus polluants, (à vérifier, quelqu'un sait ??), mais je crois que la pollution des cellules est très exagérée, notamment pour essayer de décrédibiliser cette filière.

Pensez vous que des groupes petrolier ou autre font pression pour contrer le develloppement de l'energie solaire?

Pas les groupes pétroliers, puisqu'ils ne sont pas très impliqués dans la production d'électricité. En revanche, EdF a toujours freiné (parfois en étant à la limite de la légalité) les possibilités pour les particuliers produisant de l'électricité photovoltaïque de se brancher sur son réseau. Plusieurs décénies de monopole ont laissé des traces. J'ai un autre exemple : un particulier très isolé non relié au réseau EdF, avait installé une éolienne pour produire sa propre électricité. Quand il a enfin été raccordé, EdF l'a mis en demeure de détruire son éolienne, car cela violait son monopole. Ahurissant, non ?! Aujourd'hui, ce n'est plus possible, heureusement. Mais EdF met des bâtons dans les roues des gens en prétextant des problèmes techniques.

[Karibou Blanc]

Voila je voudrais savoir ce qui fait qu'une cellule solaire produise de l'energie electrique...

Les cellules solaires sont basées sur des matériaux semi-conducteurs (SC) (Silicium essentiellement).

Je vais essayer de donner une description simple d'un SC. Elle est donc nécessairement fausse mais c'est un première approche, je ne sais pas si tu es familier avec la physique des SC et la jonciton PN.

Un SC est un isolant, c'est à dire qu'il ne possède pratiquement pas d'électrons libres délocalisés dans le cristal et pouvant participer à la conduction électrique. Dans ce cas si tu le polarises (ie si tu appliques un tension électrique aux bornes de la cellules) tu n'obtiens donc aucun courant. Par contre en éclairant un SC, les électrons peuvent absorber des photons pour devenir plus énergétiques et ainsi ne plus être liés aux noyaux du réseau cristallin. La lumière a permis à des électrons liés (localisés) de devenir libres (délocalisés) leur permettant de participer à la conduction électrique. Ainsi en éclairant un SC, la lumière absorbée excite les électrons, les délocalise et rend le SC conducteur. La cellule polarisée sous éclairement débite donc un courant, et produit de l'énergie électrique.

Comme je l'ai précisé plus haut, c'est un explication vraiment simpliste mais je trouve qu'elle reflète bien le phénomène physique en question. Si tu veux plus de détails, n'hésite pas !

Bonne journée.

[Neutrino]

Il y a aussi la solution de la centrale orbitale qui avait envisagée à une époque : une centrale en orbite (dont les panneaux reçoivent 10 fois plus d'energie que celle au sol), et qui renvoit l'energie sous forme d'un faisceau micro-onde... Mais je pense que nous ne sommes pas assez desespérés au niveau écologique pour dépenser autant d'argent...

[Damon]

Bonsoir,

Ce rendement de 15% est loin d'être ridicule certes il n'est pas des plus élevé, mais c'est à comparer aux 30 à 40% de rendement des autres types de centrales électriques, ce 15% s'eloigne fortement du ridicule, spécialement quand on sait que des cellules expérimentales atteignent 25% de rendement.

Une des raisons actuelles du coût des cellules photovoltaïques provient du fait que le Si employé provient de rebut de l'industrie électronique qui a besoin de Si très pur (normal quand on grave avec une précision de 90nm) hors le photovoltaïque n'a pas besoin d'une telle pureté.

>Cecile
A part le marteau, je me demande franchement quels arguments utiliser pour faire entrer la notion de décentralisation de la production électrique.

Sinon une des source de pollution de la fabrication de galette de Si est le chlore, mais celui-ci s'utilise maintenant en circuits "fermés"

Enfin une dernière chose, sachant qu'il n'existe en Europe qu'une seule usine de production de cellules photovoltaïque, on peut dire que les bienfaits de la concurrence ne s'y font pas sentir.

Damon

[Cécile]

Au fait, contrairement à ce qu'écrivait Chris, certains pétroliers s'intéressent au photovoltaïque. BP a ainsi racheté il y a quelques années une PME nommée Apex qui fabrique des panneaux photovoltaïques. Et certaines de ses stations services sont équipés de panneaux solaires. Bon, d'accord, c'est surtout pour l'image, mais ça prouve quand même que c'est une énergie amenée à se développer.

[monnoliv]

Quelques chiffres, en moyenne:

Ensoleillement à Lille: 3 kWh/m²/jour
Ensoleillement à Nice: 5 kWh/m²/jour

A pondérer avec le rendement des cellules.

Bàv,

[Evil.Saien]

Bonjour, ca tombe bien j'm'y connais en cellules solaires
Qu'est-ce qui limite le rendement ??? (rendement max atteint en labo de presque 22 % par Green)
Tout d'abord, on peut pas convertir tout le spectre solaire en énergie, faut faire un choix : soit on convertit les lumières les plus énergetiques et dans ce cas les lumières rouges sont perdus, soit on converti a partir du rouge mais dans ce cas une partie de l'energie des lumières bleues est transformé en chaleur => energie electrique de perdu...
De plus, a cause de la nature meme des semi conducteurs, des centres de recombinaisons electrons-trous vont inevitablement avoir lieu et causer des pertes.

Au fait, tu sais comment ca marche ?
Si tu veux je t'explique depuis le début...

[Evil.Saien]

Voila, désolé j'ai fait cour avant parce que j'avais un exam...

Pour en revenir aux cellules solaires, le plus ambétant, c'est la durée de rentabilité energetique.
Une cellule solaire coute tres chère (energetiquement) a construire, et les 7 premières années de fonctionnement vont simplement remboursé ce cout, donc pendant 7 ans une cellule solaire n'apporte pas d'energie (4 ans pour une centrale nucléaire, 2 ans pour un barrage).
Mais le cout de production des cellules n'est pas si élevé que ca, enfin pour l'instant, parce que vu la faible production actuelle mondiale, les fabricant achètent les chutes de Si utilisé pour la microélectronique. Certes ca réduit le rendement de la cellule mais ca diminue aussi pas mal son prix.
La mode en ce moment c'est les recherches dans les cellules PIN ou les matériaux utilisés sont de piètre qualité mais pas chères. Leur rendement plafonne a 15% pour l'instant, mais peut être augmenté à presuqe 20% avec des cellules tandem.
Cecile a raison, il ne faut pas considérer l'energie solaire comme une source d'energie que va produire EDF a grande échelle, mais plutot comme une alimentation de plus déstinée a être utilisée foyer par foyer, pas de production massive... Si tout le monde avait son toit recouvert de cellules, ca ferait pas mal d'energie produite ! Et grace a cet apport, on pourrait envisager une baisse de la production des centrales thermiques (tres polluantes) et nucléaires, et s'appuyer plus sur les autres sources d'energie vertes.
En tout cas ce qui est sur, c'est que le rendement ne dépassera jamais les 30%...

[Jackyzgood]

Le probleme des cellules solaire c'est notre atmosphere (et principalement la couche d'ozone) elle arrete 99% du rayonnement UV en provenance du soleil (je vous laisse imaginé ce qui se passerait si elle n'existait pas....). Or ce sont justement les UV qui correspondent aux transitions electroniques.

[Vit Aminé]

Juste un petit grain de sel concernant le spectre lumineux capté par les cellules solaires.
J'ai lu il n'y a pas si longtemps (je rechercherais l'article, la Recherche ou Pour la science) qu'une équipe de chercheurs était actuellement en train d'essayer de fabriquer des panneaux multibande. A savoir qu'en utilisant différents materiaux, il avait réussi, à une petite échelle, à obtenir des rendements nettements supérieurs à 15% (30% il me semble, à vérifier) car du fait de leur combinaison, ils pouvaient capter l'énergie dans 2 bandes de fréquence distinctes d'où augmentation du rendement.

Donc au final je trouve que ce genre de résultat de recherche est très encourageant pour l'avenir de l'énergie solaire.

Enfin, il est clair que l'énergie solaire ne sera en aucun cas une énergie "centralisée" mais bel et bien une énergie "individuelle". Et ce ne serait que jetter le discredit sur ce type d'énergie ("""propre""") que de comparer une centrale nucléaire ou thermique à une technologie éolienne ou solaire .......
Pour faire une comparaison avec les centrales actuelles, il vaut mieux se concentrer sur les tokamaks (pas encore mure mais patience .....) et les tours à vent Australiennes (projet très en vogue ...)

@+

Vit Aminé

[Evil.Saien]

Absolument, j'en ai parlé sous le nom de tandem... Par contre on est assez loin des 30%, 23% serait plus juste.

[r17777]

bonjour tt le monde .
je découvre ce forum à l'instant et une très bonne impression s'en dégage....
je pense que la culture scientifique est un des éléments essentiels permettant à chacun d’entre nous de faire ses choix de citoyen.

je travail dans un centre de culture scientifique et techniques industrielles (CCSTI) en Bretagne ...nous possédons un camion exposition sur les énergies renouvelables mais surtout et avant tout sur la maîtrise de l'énergie...

J'ai commencer ma carrière dans la sûreté du nucléaire, et après une reconversion me voilà à participer à l'essor de son contraire.

bref je constate ici un fort niveau de connaissance technique...
cependant après de nombreux échange avec la population et la classe politique, je me rend compte que les vrais problèmes ne sont pas d'ordre techniques ..mais plutôt de communication et politique.
Les solutions existent déjà mais restes inconnues aussi bien du grand public que du monde des sciences et techniques.

je constate de + en + que malheureusement, les français sont conditionnés pour raisonner encore et toujours en terme de production d'énergie et non en termes de NEGAWATT, ou plutôt Watt non consommé.
Et au final on se retrouve tjs qu'au débat, une énergie contre une autre..... alors que l'énergie la moins cher et la moins polluante est et restera tjs celle que l'on ne consomme pas.

Un exemple : la consommation national d'électricité des frigos représente 18 TWh pour des frigos de 60cm de large. Si ces dernier faisaient 66 cm de large, soit 3cm d'isolant en plus, on dégagerai 12Twh d'économie, soit la consommation de la SNCF !!!!

pour plus d'infos sur cette démarche NEGAWATT ==> www.negawatt.org ou le livre " Facteur 4" (deux fois + de confort en consommant 2 fois - de ressources)

pour rentabiliser un parc nucléaire il faut forcer les citoyens à la consommation alors que pour rentabiliser une énergie renouvelable il faut d'abord réaliser une campagne de maîtrise de l'énergie. Comment expliquer que dans la plupart des autres pays européens, l'incitation ( pub et prime d'investissement) à la consommation d'électricité est interdite alors qu'ici en France nous trouvons des pubs mensongères à tout bout de champ sur le bien-fondé du chauffage électrique. Dois-je rappeler que ce dernier est trois fois plus consommateur d'énergie primaire et plus émetteur de co2 que tout autre type de chauffage ? notre parc nucléaire pour des histoire de coup et de réactivité ne peut pas être adapté au crêtes de consommations hivernales, et que ceci, oblige l'aberration technique qu'est la mise en marche de centrales thermiques au rendement désastreux en comparaison d'une chaudière individuelle même ancienne et pire par rapport à une de nouvelle génération.

Le capteur solaire n'est pas que photovoltaïque, il y a aussi le capteur thermiques qui lui à un excellent rendement. La majeure partie de nos besoins ne sont pas électrique.
nous avons aussi besoins de chauffage de transport.

Pour le transport il y’a d'abord la réponse d'aménagement urbanistique ou plan de déplacement urbain (PDU), limiter le flux tendu ( plus de hangar de stockage les stocks sont sur la route!!!)et ne plus faire venir les tomates de la Turquie en passant par la hollande en consommant des produits de saisons .
Puis la biomasse en association du système Paul Pantone, ensuite les alternatives électriques qui, pour moi me paraissent les plus logiques au vu du rendement d'un moteur électrique par rapport au moteur thermique... le reste serais fourni par les hydrocarbure traditionnel.
A propos du moteur thermique, je ne vois qu'un seul usage logique.... la co-génération (elec + chaleur) à partir de biogaz et de tout autre carburant issue de la biomasse (le moteur diesel fut inventer pour les huiles végétales puis détourné par la suite ...aujourd’hui seules les nouvelles générations dites à injection directe digèrent mal le colza ou le tournesol…étrange non ?).

Pour le chauffage:
En France le chauffage électrique est tellement entrer dans les mœurs, qu'encore bcp de gens viennent me voir dans mon expo croyant qu'un capteur photovoltaïque pourrait les sauver de leur systême chauffage, eau chaude, cuisson TOUT ELEC!!!!

Pour le chauffage il y a la conception Bioclimatique (ou Climatique) capable dès le départ de diviser par 4 ou plus le besoin en énergie de chauffage d’une habitation . Il devient donc bcp moins nuisible de fournir le reste par une énergie conventionnel au Co2.
Le capteur solaire thermiques est très intéressant pour fournir plus de la moitié actuellement des besoins d’eau chaude d’une famille, mais reste encore cher en ce qui concerne la fourniture du chauffage (appeler dans ce cas, actif) car ce dernier ne sert que durant l’hiver or, il reçois la majeure partie du soleil durant l’été contrairement à l’eau chaude nécessaire elle, été comme hiver. L’ investissement de capteurs thermiques pour le chauffage reste qd même rentable à l’heure actuelle, et plus dans les années à venir car les coups d’installation vont baisser pendant que les énergies conventionnelles augmenteront.
La meilleurs conception en matière de solaire reste et restera la solution passive (bio-(climatique), c’est à dire une prédisposition de l’édifice à capter le soleil gratuitement par des vitrages plein sud et de l’accumuler dans les murs porteurs de la structure en installant l’isolant à l’extérieur soit « capter + stocker + isoler » et non « capter + isoler sans stocker » comme nos chère conceptions françaises inspirées et influencée par le modèle chauffage élec ne supportant pas les murs à forte inertie thermiques.
Cette inertie lourde permet aussi avec l’adjonction de protection solaire estivale (débordement de toiture ou store banne, vigne vierge …etc) de ce prémunire des surchauffe, donc de la CLIM ! ! !

N’oublions pas qu’une installation solaire à tjs besoins d’un appoint plus ou moins important selon le niveaux de qualité de réalisation de cette dernière. La toute récente maison climatique passive de mes parents (ouvriers retraités de l’agroalimentaire) ne consomme que 370 litre de fuel par ans ici en Bretagne et pour 140 m2 habitables chauffés pour un surcoût de 7% à la construction….. vite rentabilisable non ?

Un autre exemple concret, ce quartier sud londonien qui, comparativement à des habitations classiques, réduit de 90 % sa consommation de chauffage grâce au solaire passif et actif, la consommation totale énergétique de 70 %, et le volume des déchets de 75 %. Et ce , à prix équivalent au marché conventionnel.
http://www.bedzed.org.uk/
http://www.novethic.fr/novethic/site...3440&dos=73438