Le soleil comme source d'électricité

2000/06/01 Carton Virto, Eider - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Energia berriztagarriak

Énergie solaire photovoltaïque. Le terme photovoltaïque est sans doute le plus incompréhensible des trois pour toute personne qui ne sait pas beaucoup du sujet. Mais la signification est assez simple: Nous transformons l'énergie qui vient du Soleil sous forme de rayons, radiations ou photons en mouvement des électrons, ou ce qui est la même chose, en électricité. Et comment faites-vous ? Par un médiateur appelé cellule photovoltaïque. Les cellules photovoltaïques sont les unités de base des panneaux solaires qui sont installés sur les toits et d'autres endroits. Dans un ordre croissant de taille, les ensembles cellulaires forment des modules et des ensembles modulaires panneaux.

Cellules basées sur le silicium

Les cellules photovoltaïques sont constituées de couches de matériaux semi-conducteurs. Les matériaux semi-conducteurs ont des propriétés électriques spéciales et peuvent être isolants ou conducteurs en fonction de la température. Le silicium est le matériau le plus utilisé pour former des cellules photovoltaïques, bien que le tellure de cadmium, le séléniure de cuivre, le séléniure d'indien ou l'arseniure de gallium présentent également ces propriétés. Mais ces derniers, au moins aujourd'hui, ne sont pas utilisés commercialement. Comme indiqué, les cellules photovoltaïques sont formées par deux couches semi-conductrices de silicium, deux couches dopées, c'est-à-dire que l'une a plus d'électrons de correspondants et l'autre moins de correspondants. Dans cette situation, lorsque le rayon solaire (le photon) touche la cellule, un électron saute de la couche la plus dense d'électrons à la couche la plus basse densité, et la conception de la cellule l'oblige à l'introduire dans le circuit électrique. Comme les rayons du soleil tombent constamment, les électrons sautent continuellement d'une couche à l'autre, générant du courant électrique à travers le circuit.

C'est le secret des cellules photovoltaïques. Mais les installations photovoltaïques, en plus des panneaux solaires, ont deux autres composants principaux : le régulateur et l'accumulateur. L'accumulateur stocke l'énergie électrique produite tout au long de la journée afin que l'utilisateur reçoive un courant électrique constant à des moments de moindre production ou pendant les nuits (quand il n'y a pas de production). Le régulateur, quant à lui, est un système de sécurité qui, lorsque l'accumulateur est plein, coupe le courant pour qu'il ne souffre aucun dommage.

Pour et contre

Parmi les avantages de l'énergie photovoltaïque se trouve celle de son faible impact environnemental, puisqu'elle génère très peu de déchets: elle n'émet pas de polluants dans l'atmosphère (ni dans les rivières ou les mers), elle ne produit pas de dommages à la faune et à la flore, et de plus la transformation photovoltaïque est totalement silencieuse, elle ne produit pas de pollution sonore. Du point de vue environnemental, les accumulateurs sont le point le plus faible des installations photovoltaïques: le plomb, le nickel et le cadmium, substances toxiques, sont utilisés dans les accumulateurs, de sorte qu'ils doivent être soignés et recyclés. Mais l'énergie photovoltaïque est en général une énergie propre.

Le soleil est une source d'énergie inépuisable, au moins dans les 6 milliards d'années à venir, sans besoin d'extraction ni de transport de carburant. Il arrive directement aux panneaux. Une fois installés, les panneaux solaires nécessitent un minimum d'entretien et une durée de vie de 30 ans. De plus, ce sont des systèmes flexibles, hautement sécurisés et souvent économiques rentables. Il existe des applications photovoltaïques très compétitives et parfois l'installation de panneaux photovoltaïques peut être plus économique que l'allongement du réseau électrique. En d'autres occasions, il sera impossible d'étendre le réseau.

Dans le même temps, l'un des plus grands inconvénients de l'énergie solaire reste économique. Bien que les coûts aient considérablement diminué au cours des dix dernières années, les installations photovoltaïques ont des coûts initiaux relativement élevés et sont des impositions à long terme pouvant être amorties en 15 ans environ. Cependant, quand on parle d'aspects économiques, les coûts environnementaux sont rarement inclus, qui sont ceux qui existent. Le deuxième grand inconvénient est la dépendance totale du Soleil : une installation photovoltaïque bien conçue nous fournit de l'énergie à tout moment de la journée et de la nuit, mais le générateur ne peut pas travailler sans Soleil, sans Soleil il n'est pas possible de produire de l'électricité et donc il n'est pas un système approprié pour les applications nécessitant de grandes puissances.

Onze applications

Les panneaux solaires photovoltaïques sont utilisés pour éclairer les bordes d'Aralar, par exemple. Les panneaux photovoltaïques sont très courants pour fournir de l'électricité aux zones rurales sans accès au réseau électrique, tant dans les pays développés que dans les pays en développement. Dans ces derniers, le réseau électrique n'est pas très étendu et les panneaux photovoltaïques sont très utiles, car leur installation est plus simple, plus économique et plus propre que la création du réseau. Les panneaux photovoltaïques sont utilisés pour éclairer des bordas de montagne, des ermitages, des fermes, des caves, des écoles et des hôpitaux, qui travaillent actuellement dans le monde des dizaines de milliers d'installations photovoltaïques. 17% des modules photovoltaïques vendus dans le monde entre 1990 et 94 ont été destinés à fournir de l'électricité dans les zones rurales et devraient augmenter jusqu'à 25% d'ici 2010. Et en dehors des noyaux ruraux, où sont utilisés les panneaux photovoltaïques? Panneaux lumineux de trafic, lampadaires, montres, téléphones, satellites de télécommunication, etc. Une autre application intéressante est les systèmes de pompage d'eau, qui fonctionnent très bien lorsque l'eau est nécessaire et il n'y a pas d'énergie pour l'extraire du sous-sol.

Toutes les applications mentionnées sont incluses dans le groupe de systèmes photovoltaïques autonomes, c'est-à-dire que ce sont des systèmes indépendants du réseau électrique conventionnel. Mais l'énergie photovoltaïque a une autre voie d'application qui peut être aussi intéressante ou plus intéressante que la précédente : celle des installations photovoltaïques associées au réseau électrique. Autrement dit, installer des panneaux photovoltaïques qui produisent de l'électricité dans des endroits où le réseau existe déjà et envoyer cette électricité directement au réseau. Au lieu que la lumière de notre maison provient de centrales électriques, thermiques ou nucléaires, nous arriverions par des panneaux solaires installés sur le toit. Ainsi, on devrait tirer moins des sources d'électricité conventionnelles hautement polluantes et utiliser l'électricité produite depuis le soleil quand elle est trop basse. Dans le même temps, l'utilisation d'un système existant pour la distribution de l'électricité réduit considérablement les coûts d'adaptation et les travaux. Application confortable et propre. À la fin de 1998, plus de 30.000 installations de ce type existaient dans le monde, qui pourraient atteindre 1.000.000 en 2010. Mais il n'y a encore rien en Espagne qui régule l'électricité produite par le panneau et la connexion au réseau. Il existe une technologie pour réaliser des installations, mais il n'existe pas de législation spécifique qui réglemente la façon de le faire. Avec ou sans loi, les systèmes photovoltaïques connectés au réseau sont une option à considérer.