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Les installations photovoltaïques

La lumière du soleil captée par des panneaux solaires permet de produire de l'électricité à l'échelle industrielle mais aussi à l'échelle individuelle.

LE FONCTIONNEMENT

Les panneaux solaires photovoltaïques captent la lumière du soleil.
Sous l'effet de la lumière, le silicium, un matériau conducteur contenu dans chaque cellule, libère des électrons pour créer un courant électrique.
Un ondulateur permet de transformer le courant continu en courant alternatif.

Energies

 

 

► Le fonctionnement d'une installation en toiture
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Le fonctionnement d'une installation en toiture

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Il existe plusieurs sortes d'équipements de production photovoltaïque :

  • les unités centralisées : des fermes photovoltaïques composées de rangées de panneaux reliés entre eux.
  • les unités décentralisées : les installations en toiture ou au sol chez les particuliers, les entreprises ou les équipements publics collectifs (écoles, piscines...). L'électricité est alors consommée directement ou stockée dans des batteries. Tout ou partie de la production peut être revendue au fournisseur EDF et réinjectée dans le réseau. 
 

ATOUTS ET FREINS

Le solaire photovoltaïque offre des réserves illimitées et en accord avec les problématiques de développement durable françaises, européennes (20% d'électricité d'origine renouvelable d'ici à 2020) et internationales. C'est une énergie qui ne produit ni déchets lors de sa production ni gaz à effet de serre et sa matière première est totalement gratuite.

Cependant, la production d'électricité photovoltaïque est intermittente et hétérogène puisqu'elle dépend directement de l'ensoleillement. Un panneau solaire de 1 m2 produit entre 100 et 200 Wc de puissance électrique par an mais lorsqu'il est installé dans le sud de la France, il produit en moyenne 40 à 50% d'électricité en plus que dans le nord.

Aujourd'hui, de nombreux éléments d'analyse sont exploités pour mieux gérer l'intermittence tels que les historiques de production, les images satellite et les images au sol obtenues grâce à des stations de mesures météorologiques intégrées aux sites de production composées de capteurs et de caméras. Dans certains cas, par exemple à la Réunion caractérisée par un relief important et une forte influence marine, des modèles météorologiques permettent de reproduire la formation des nuages sur le relief pour ensuite l'intégrer dans le calcul de la prévision de production électrique.

Son coût d'investissement et de production est relativement élevé et se pose également le problème du recyclage des cellules photovoltaïques

 

EN CHIFFRES

La France dispose du 5e gisement solaire en Europe, ce qui lui ouvre un potentiel de développement important.

Aujourd'hui, 90% des installations sont de faibles puissances et alimentent principalement les bâtiments. Environ 7 000 foyers non raccordés au réseau ont accès à l'électricité grâce à l'énergie solaire.

La première ferme photovoltaïque a été mise en service en France à Narbonne en 2009. Avec ses 95 000 panneaux, elle produit l'équivalent de la consommation annuelle de 4 250 personnes.

En 2011, le solaire photovoltaïque représente 0,3% de la production.
Au niveau mondial, son poids est à peu près équivalent.

Pour aller plus loin sur le sujet de l'électricité et du développement durable, le kit pédagogique "Énergie et développement durable" pour les cycles 3 est disponible sur le site http://enseignants.edf.com/

 
Avec vos élèves :
les activités à réaliser en classe
Activité 1
Connaître les moyens de production et leurs sources d'énergie
 

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Activité 2
Le potentiel des énergies renouvelables en France
 

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Activité 3
Observer le fonctionnement d'une cellule photovoltaïque
 

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Espace ludique

 
Des sources d'énergie à classer dans la catégorie qui leur correspond : renouvelable ou non-renouvelable. Des informations complémentaires à découvrir sur les usages de chaque énergie en cours ou en fin de jeu.

 
Des étiquettes à remettre à leur place pour reconstituer le fonctionnement de chaque moyen de production d'électricité.