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Energie de remplacement
Énergie solaire les fondations : (photovoltaïque)
La conversion directe de la radiation solaire en énergie électrique se produit pour demi de l' effet photovoltaïque. La technologie photovoltaïque n'utilise pas des combustibles et peut alimenter des moyens tres petits comme l' horloge de pouls, la calculatrice, les systèmes d'éclairage routier ou tres grands comme les centrales qui peuvent réapprovisionner d'électricité le réseau électrique. Il exploite le Soleil, la source d'énergie plus diffuse, gratuite et disponible. Il y en aurait assez pour faire du photovoltaïque l' énergie propre du futur. Les premières formes d'exploitation efficaces de l' énergie solaire réalisées remontent au loin Orient , où la conversion de l' énergie solaire permit la diffusion de la culture intensive de céréales sur grande échelle et la formation des premières agglomérations urbaines. Dans la Grèce ancienne s'affirment les premiers exemples d'architecture solaire : maisons avec des portiques exposés à sud pour maintenir le frais en été et faire pénétrer les soleil en hiver ; sols en pierre noire et murages épais pour retenir la chaleur solaire et le relacher graduellement dans la nuit.
Les Romains introduisirent l' emploie du verre pour retenir la chaleur et expérimentèrent une vaste gamme de différentes réalisations adaptables à des divers climats de leur vaste empire. Ancore dans le Moyen âge et jusqu'à la Révolution Industrielle l' énergie du soleil, utilisée essentialment pour la conversion végétale, devient la source indirecte d'énergie, en secours a l' énergie animale et aux trois grandes sources d'énergie du temps : l' eau, le vent et le bois. Dans l'époque de la révolution industrielle finit la suprématie des énergies biologiques et commence celui des énergies fossiles en mesure de satisfaire la demande d'énergie des nouveaux modèles productifs.
L' effet photovoltaïque, pour lequel quelques matériels demi-conducteurs exposés à une radiation lumineuse produisent électricité, a etée découverte en 1839 par Antoine-César Bequerel. Il fut cependant seulement dans les ans Cinquante du siècle passé qui furent perfectionnés les premiers dispositifs fonctionnants. Pour réaliser la conversion de la radiation solaire en énergie électrique ils ont été étudiés des divers dispositifs : actuellement des cellules au silicium (monocristallin ou policristallin) et du film subtil de cdS-Cu2S sont disponibles pour générateurs de quelque kW. L' efficacité de conversion de ces cellules varie parmi le 8 et le 15%. Les cellules a l' arseniuro de gallium, avect des systèmes de concentration, peuvent rejoindre des efficacités du 25%. Les générateurs photovoltaïque, pour des puissances jusqu'à 1 kW, peuvent être utilisés pour les systèmes de communication, d'éclairage et de pompage de l' eau ; pour des puissances jusqu'aux 100 kW, comme centrales électriques pour villages isolés et au but agro-industriel de petite échelle. Quelques exemples… Le petit satellite Vanguard, lancé en 1958 de la base de Cape Canaveral, fut le premier objet complexe à fonctionner merci à la conversion directe de l' énergie solaire en énergie électrique. En 1977 le physique anglais sir Nevill Mott inventa un type de silicium plus economique, même si avec des rendements plus bas, par rapport à celui employé alors en obtenant le prix Nobel. Dans les ans les Quatre-vingt-dix les technologies ont fait encore des considérables progrès, soit en ce qui concerne l' emploie du silicium soit pour l'expérimentation de nouveaux demi-conducteurs comme l'arseniuro de gallium. Les cellules les plus employées restent ces de silicium policristallin, mais dans les Etats Unis ils se développent des cellules réalisées en tres subtils films de silicone capables de mener électricité et plastiquex particulières qui pourraient changer la perspectif de la technologie photovoltaïque en la rendant à bon marché. Mais ils restent à dépasser encore quelques problèmes. La technologie permet aujourd'hui de tirer une quantité d'énergie électrique paire au 20% de l'énergie potentiellement disponible. Ceci peut représenter un limite : si la puissance qui on veut obtenir est considérable ils sont nécessaires des grands espaces pour installer tous les panneaux qui servent. La recherche est, de toute façon, en tentant d'obtenir des améliorations de l' efficacité de conversion, de réduire les coûts du matériel de départ et de réduire les coûts de fabrication. En 20 ans toute celle-ci a porté à un abattage de dix fois du coût del l'énergie photovoltaïque. Mais ces chiffres restent de toute façon neuf fois plus haute par rapport à ce de l' énergie obtenue avec les sources traditionnelles
Combien de types de installations existent ?
L'extrême modularité des systèmes photovoltaique en détermine la flexibilité d'emploi en beaucoup d' applications, même très différentes parmi elles. Les systèmes photovoltaiques peuvent se diviser sur la base de leur configuration électrique dans :
- Installations FV Stand Alone (autonome)
Les systèmes autonomes sont caractérisés de la necessité de fournir l' énergie électrique à l' usage même en conditions de basse insolation ou de obscurité; il devient alors nécessaire cumuler l' énergie électrique produite des cellules et non utilisée à l'instant de la production. Un système de batteries garantit la distribution de courant même dans ces conditions. Il est opportun prévoir donc un dimensionnement du champ FV en mesure de permettre, pendant les heures d'insolation, soit l' alimentation du chargement, soit la recharge des batteries de cumule. Le courant engendré du système photovoltaïque est un courant continu. Si le chargement est constitué d'appareillages qui demandent une alimentation en courant alterné il est nécessaire même un convertisseur courant continue/courant alterné (inverter). Ces systèmes sont employés en multiples applications, qui résultent economiquement avantageuses dans les cas dans lesquels le réseau électrique soit absent .
- Installations FV Grid Connected (ts au réseau électrique)
Les systèmes joints au réseau ne nécessitent pas de système de cumule, puisqu'ils sont permanentement reliés au réseau électrique. Dans les heures où le générateur photovoltaïque ne produit pas de l'énergie suffisante pour couvrir la question d'électricité est le réseau à fournir l' énergie demandée. Viceversa, si le système photovoltaïque produit plus d'énergie électrique que combien soit effectivement demandée du chargement, le surplus est trasférée au réseau.Deux compters comptabilisent les échanges parmi l' usager et le réseau. Un inverter il transforme l' énergie électrique de courant continue, produite du système photovoltaïque en courant alterné. Dans ce cas la qualité du signal en sortie de l' inverter doit être très haut parce que le courant produit doit pouvoir être introduit en réseau et donc avoir les mêmes qualités de celle fournie du réseau même. L' inverter est sûrement le composante de BOS plus important dans les systèmes reliés en réseau, parce que, en plus de transformer l' énergie électrique de courant continue en courant alterné, il contrôle et optimise le passage d'énergie entre module photovoltaïque et le chargement.
Quel est l'impact ambiental?
Le photovoltaïque est probablement le meilleur parmi les méthodes que production d'énergie connus. Est silencieux, il ne produit pas d'émissions, n'utilise pas carburant (à l'exception de la lumière du soleil). La technologie photovoltaïque est basée sur le silicium, le second élément plus commun et pas toxique présent sur la surface.
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