Solaire Photovoltaïque

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Un peu d’histoire :

Le procédé photovoltaïque est une découverte française : C’est en 1839 que la réaction photovoltaïque a été découverte par un certain Antoine Becquerel.

Un peu de physique :

Le flux d’énergie solaire qui atteint le sol terrestre est de 1000W/m² en moyenne, mais la répartition de l’énergie solaire est très inégale à la surface du globe: les régions tropicales et les déserts reçoivent globalement plus d’énergie que les pôles.


La première cause de cette inégalité est la rotondité de la surface terrestre. Dans les régions proches de l’équateur, le soleil éclaire la surface terrestre presque perpendiculairement, ce qui veut dire que chaque mètre carré de surface au sol capte pratiquement la totalité du flux solaire et l’épaisseur de l’atmosphère à cet endroit, que doit traverser la lumière pour arriver au sol est la plus faible.  (la lumière perd près de 75% de son intensité lumineuse en traversant l’atmosphère !)

Dans les régions polaires, les conditions d’éclairement sont beaucoup moins favorables : la lumière solaire atteint la surface terrestre suivant un angle rasant par rapport à l’horizontal : la même quantité d’énergie se répartit donc sur une plus grande surface, ce qui diminue l’intensité par mètre carré. De plus, la distance que parcoure la lumière dans l’atmosphère étant plus grande, l’intensité de celle-ci sera diminuée d’autant.

La seconde cause de diminution du rayonnement solaire est la présence de nuages qui dans certaines régions vont encore réduire l’intensité et la durée de l’ensoleillement annuel. Il en résulte que l’énergie solaire exploitable peut varier d’un facteur 10 suivant l’endroit de la planète considéré.

Comment mesure-t-on l’énergie solaire ?

L’unité de mesure de l’énergie solaire s’exprime en kilowattheure/mètre carré/jour (KWh/m²/jour). En France, un mètre carré bien orienté, reçoit une puissance maximale de 1000W. 

En une heure ce mètre carré va pouvoir accumuler 1KWh d’énergie. Mais l’éclairement optimal ne dure pas toute la journée : il sera mal orienté le matin et le soir et il peut être masqué par des nuages ! Sur l’ensemble de la journée on ne disposera que de quelque 5KWh/m²/jour à Nice en plein été et à peine 700Wh/m²/jour à Strasbourg l’hiver.

Il faut donc bien distinguer la puissance maximale que peut avoir l’énergie solaire à midi en été de celle d’un jour normal.

Un panneau solaire produit de l’électricité de manière intermittente en fonction de l’ensoleillement qu’il reçoit. La puissance électrique qu’il fournit exprimée en kilowatts (KW) varie donc suivant le lieu où l’on se trouve, suivant les heures de la journée et suivant les saisons. Pour pouvoir comparer la puissance des installations photovoltaïques, on utilise comme unité de mesure le kilowatt crête (KWc), qui correspond à la puissance maximale que pourra débiter l’installation dans des conditions d’éclairement optimales (1000W de lumière/m², ce qui correspond en France au soleil de midi et une orientation plein SUD).

Côté écologie :

Une installation d’un kilowatt crête photovoltaïque économise chaque année 600kg de CO² par rapport à la production équivalente d’électricité issu d’une énergie fossile, soit largement plus que la quantité de monoxyde de carbone libéré lors de sa fabrication. Même en France ou l’énergie est à 80% nucléaire, on considère que chaque kilowatt crête photovoltaïque installé économise, sur vingt ans, 3.5 tonnes de CO² et 500 grammes de déchets radioactifs à haute activité.

 

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