[Tpe]1èreS :La foudre une energie inexploitable

[invite188c18cd]

Bonjour à tous,
Mon groupe et moi faisons un Tpe sur le sujet "La foudre, une énergie inexploitable". Nous sommes en phase de finaliser ce TPE et nous aurions besoins d'informations pour notre dernière partie car nous comptons imaginer un projet permettant de capter l'energie lumineuse de l'éclair à l'aide d'un paratonnerre et de panneaux photovoltaïques(même si ce projet ne se révelait pas concluant ). J'aurais donc besoin des informations suivantes:
-Le rendement d'un panneau photovoltaïque (de type silicium mono cristallin) en Volt par heure.
-L'énergie lumineuse produite par un éclair en moyenne.

Le problème est dans la 2ème information dont j'ai besoin. J'ai cherché sur quelque sites et se sont des notions de physique quantique qui sont hors programme je pense:
"Si on connaissait la fréquence de l'onde lumineuse (on va l'appeler f), on pourrait calculer l'énergie lumineuse :
E = h*f (avec h la constante de Planck = 6.626*10^-34 J.s)"
Si vous pouviez m'expliquer un peu tout ça... A oui aussi il y a un problème dans l'absorbtion de cette lumière par les cadrans photovoltaïques: quelle est la quantité d'énergie lumineuse qu'un de ces cadrans peut absorber en 1h? Et comment transformer cette valeur en Volt ^^?
Merci d'avance pour vos réponses et désolé si je ne suis pas très clair.
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[invite188c18cd]

Aidez moi svp up

[obi76]

Plusieurs choses :

-Le rendement d'un panneau photovoltaïque (de type silicium mono cristallin) en Volt par heure.

Un rendement n'est certainement pas en V/h. C'est un pourcentage (sans dimension) qui te dit quelle fraction d'énergie apportée est exploitable. (En l'occurence tu peux prendre 20% pour les plus performants actuellement).

-L'énergie lumineuse produite par un éclair en moyenne.

Alors là....... L'énergie d'un éclair en moyenne on la connait, maintenant quelle fraction part en chaleur, quelle fraction en lumière etc. Je doutes que tu puisse avoir une réponse précise.

Le problème est dans la 2ème information dont j'ai besoin. J'ai cherché sur quelque sites et se sont des notions de physique quantique qui sont hors programme je pense:
"Si on connaissait la fréquence de l'onde lumineuse (on va l'appeler f), on pourrait calculer l'énergie lumineuse :
E = h*f (avec h la constante de Planck = 6.626*10^-34 J.s)"

Tout à fait, ça ça va te donner l'énergie d'un photon. Maintenant quelle quantité est produite par un éclair, quelle quantité est récupérée par les panneaux et combien de pourcent de cette énergie on va tirer... Ca ce ne sont que des chiffres à trouver/ calculer.

Si vous pouviez m'expliquer un peu tout ça... A oui aussi il y a un problème dans l'absorbtion de cette lumière par les cadrans photovoltaïques: quelle est la quantité d'énergie lumineuse qu'un de ces cadrans peut absorber en 1h? Et comment transformer cette valeur en Volt ^^?
Merci d'avance pour vos réponses et désolé si je ne suis pas très clair.

Réponse(s) données plus haut.

Cordialement,

[melchisedec]

Je ne suis pas sûr d'avoir compris ne serait-e que l'intérêt de la chose, à part casser à chaque essai un panneau photovoltaique en supposant qu'un éclair ait l'idée de passer juste devant. En supposant même que cet idée bizarre (ou alors je n'ai pas compris) débouche vous récolterez au mieux un pic de tension énorme certes (en supposant que le panneau le supporte) mais d'un millième de seconde donc sans intérêt en terme de puissance. Donc si vous voulez prouver qu'un éclair est inexploitable par ce principe, je vous l'affirme sans avoir besoin que vous déboursiez quoi que ce soit, elle est pas chouette la vie ?

Par contre il existe des projets beaucoup plus sérieux utilisant des lasers à impulsion compressées (dit terawatts) qui créent des canaux conducteurs dans l'air qui pourront peut être bientôt le cas échéant permettre de canaliser de l'électricité vers des supercondensateurs.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite188c18cd]

melchisedec -> Justement nous utilisons ce procédé dans notre projet, tu parles bien du téramobile non?
Si tu veux, le paratonnerre serait entouré de cadrans photovoltaïque sur un rayon 100m par rapport au sommet du paratonnerre.
Le téramobile (créé au départ pour protéger des installations) permet devier les éclairs qui se propagent grâce à cela en ligne droite et en un point précis. (par ionisation de l'air)
Et on utilise des cadrans pour régler les problèmes du stockage de cette énergie justement après il y a surement des projets plus réalistes en cours. L'avantage de ce prototype c'est qu'il permettrait aussi de capter les éclairs qui ne tombent pas sur terre (à l'intérieur du nuage)

obi76-> On ne peut donc pas vraiment savoir quelle fraction de cette énergie part en lumière... Et si nous connaissions le nombre de photons dans 1 éclair?
Grâce à la formul: E = h*f, on pourrait le savoir non? Et j'aimerais savoir ce qu'est la fréquence de l'onde lumineuse et surtout comment la calcul t-on ^^ .
"Un rendement n'est certainement pas en V/h" : Quel est l'unité alors s'il te plaît ?

Merci d'avance pour vos réponses.

[obi76]

On ne peut donc pas vraiment savoir quelle fraction de cette énergie part en lumière... Et si nous connaissions le nombre de photons dans 1 éclair?
Grâce à la formul: E = h*f, on pourrait le savoir non?

Bah non, justement parce que tu ne sais pas quelle énergie part en lumière. Tu connais l'énergie d'un éclair, mais quelle quantité de cette énergie part en lumière là......

Et j'aimerais savoir ce qu'est la fréquence de l'onde lumineuse et surtout comment la calcul t-on ^^ .

Si tu veux tout savoir c'est surement un spectre d'émission de la recombinaison de certains ions (N et O). Ca ne t'aidera pas. Tu ne connais ni E, ni dans . Tu ne peux rien en faire. Et quand bien même tu connaitrai l'un ou l'autre, ça te donne l'énergie d'un photon. Sans une autre donnée manquante (encore une) tu ne pourra pas trouver leur nombre.

"Un rendement n'est certainement pas en V/h" : Quel est l'unité alors s'il te plaît ?

Je t'ai déjà répondu : c'est sans unité.

[f6bes]

Bjr à toi,
".. Envoyé par Suishitime ..
"Un rendement n'est certainement pas en V/h" : Quel est l'unité alors s'il te plaît ?

Un RENDEMENT est un "pourcentage" de qq chose

"..Et on utilise des cadrans pour régler les problèmes du stockage de cette énergie.."

Tes "cadrans" (pourquoi ne dis tu pas PANNEAU PHOTOVOLTAIQUE ??) ne "stockent" rien du tout.
Ils ne font QUE transformer de l'énergie lumineuse en énergie électrique.

Si tu comptes sur la LUMINOSITE des éclairs, tu vas pas récupérer bézef !!

Si tu aménes ta "foudre" (là on ne parle plus de LUMINOSITE) à PROXIMITE (100m) de tes panneaux, gare aux SURTENSIONS induites. Adieu mes panneaux !!

Bonne journée

[invite188c18cd]

Merci à tous pour vos réponses,
Cela va me permettre de terminer mes TPE. J'exposerai d'abord notre projet (avec un shéma notement) et , grâce aux informations que vous m'avez donnez je dirai en gros :
-cela règle le problème du stockage : en effet f6bes les panneaux photovoltaïques ne font que transformer cette lumière en énergie électrique mais l'énergie produite par les panneaux on sait la stocker il me semble?
-mais du fait que les panneaux sont à proximité de l'éclair cela provoquerait une surtension de ceux-ci et que même si cela était possible la quantité d'énergie électrique créée ne serait pas assez importante pour qu'on s'y interesse.

Pour l'ouverture la conclusion je parlerai bien de la boule en foudre phénomène déjà observé mais peu connu des physiciens. Vu que ce phénomène dure plusieurs secondes il permettrait de gagner une grande quantité d'énergie électrique(si on savait la stocker bien sûr)

Que pensez vous de tout ça?

[f6bes]

-cela règle le problème du stockage : en effet f6bes les panneaux photovoltaïques ne font que transformer cette lumière en énergie électrique mais l'énergie produite par les panneaux on sait la stocker il me semble?

-mais du fait que les panneaux sont à proximité de l'éclair cela provoquerait une surtension de ceux-ci et que même si cela était possible la quantité d'énergie électrique créée ne serait pas assez importante pour qu'on s'y interesse.

Pour l'ouverture la conclusion je parlerai bien de la boule en foudre phénomène déjà observé mais peu connu des physiciens. Vu que ce phénomène dure plusieurs secondes il permettrait de gagner une grande quantité d'énergie électrique(si on savait la stocker bien sûr)

Bsr à toi,
Pour STOCKER de "l'électricité" (du continu) on utilise des BATTERIES.
Mais cela on sait le faire .......bien avant l'apparition des panneaux PV.

Meme si tu parvenais à "récupérer" TOUTE l'énergie des coups de foudre sur la France pendant un an, tu t'apercevrais que cela ne fait pas grand chose en fait.
Fait donc une recherche avec "récupération énergie de la foudre"
un lien entre autres:http://cera-astronomie.forumactif.co..._la_foudre.htm
Bonne soirée

[obi76]

Pour l'ouverture la conclusion je parlerai bien de la boule en foudre phénomène déjà observé mais peu connu des physiciens.

La joie des "on dit" Peu connu t'en sais absolument rien. Enfin bref ceci pourrai être le sujet d'une autre discussion. Elle n'a rien à voir avec celle-ci.

[Fred des montagnes]

Salut,

A mon avis la solution des panneau solaire est loin d'être la meilleur (désolé). Une grande partie de l'énergie de la foudre par en chaleur. D'ailleurs les dégâts causé par la foudre sont dues au courant (env. 50kA pour un bon éclaire). Les temps de montée de ces courants de foudre sont très rapides (typ. 1.2 us) donc je pense pas que tes panneaux on le temps de voir quelques chose. De plus ils induisent des courants dans les boucles environnantes... (parfois c'est la raison pourquoi, la TV saute quand il y a un éclaire à proximité).

Je pense, qu'il serait mieux d'utilité un transformateur (bien adapté: temps de montée, courant, etc...) en série avec ton paratonnerre. Et de stoker les pointes dans des supercapacités (condensateurs pouvant aller jusqu'à 3000F environ sous une tension de 2.5 V et supportant de grand courants)..

Sinon bonne chance.

[Pio2001]

En cherchant sur Google, je retombe sur ce forum ! Cette discussion est condensée et intéressante : http://forums.futura-sciences.com/ph...ar-foudre.html

[invitec849cbea]

salut
En TPE je travail sur la même chose " la foudre une énergie inexploitable" et avec mon groupe on a un peu du mal à faire le plan on penssait faire des recherches pour vérifier si la foudre est exploitable et aussi travaller sur le paratonnerre mais a part sa on est vraiment en difficulté :s

Aidez moi SVP ^^