Principes de l'énergie solaire


L'énergie solaire est l'énergie, de la chaleur ou de l'électricité est produite en utilisant directement l'énergie rayonnée par le (énergie renouvelable) Soleil et la Terre.

A tout moment du Soleil sur la Terre envoie 1367 watts par mètre carré.




L'énergie solaire est l'une normalement utilisée par les organismes autotrophes, ce est à dire ceux qui réalisent la photosynthèse, aussi appelé «légume». Autres organismes vivants au lieu d'exploiter l'énergie chimique dérivé de plantes (ou autres organismes qui à son tour se nourrissent de plantes), et font usage de l'énergie solaire, même indirectement.

Tenant compte du fait que la Terre est une sphère qui tourne en plus, le rayonnement solaire moyen, les latitudes européennes, environ 200 watts par mètre carré. En multipliant cette puissance moyenne par mètre carré pour la surface des terres de l'hémisphère à chaque instant le soleil vous obtenez une puissance supérieure à 50 millions de GW (une GW - gigawatt - est autour de la puissance moyenne d'une grande centrale).

La quantité d'énergie solaire atteignant la terre est si grand, environ dix mille fois plus grande que toute l'énergie utilisée par l'humanité dans son ensemble, mais concentrée dans le sens que vous avez besoin de collecter l'énergie à partir de très grandes surfaces ont des quantités significatives, et assez difficile à convertir en énergie qui est facilement exploitable avec une efficacité acceptable. Produits nécessaires à son fonctionnement coût généralement élevé de fabrication solaire beaucoup plus pratique que les autres méthodes de production d'énergie. Le développement des technologies qui peuvent rendre l'utilisation économique de l'énergie solaire est une zone de recherche très actif, mais, pour des résultats révolutionnaires présent, n'a pas eu.

Technologies

L'énergie solaire peut être utilisée pour produire de l'électricité (photovoltaïque) ou pour produire de la chaleur (solaire thermique). Il ya trois principales technologies pour transformer l'énergie en énergie utilisable par le soleil:

Le panneau solaire utilise la lumière du soleil pour chauffer un liquide avec des caractéristiques spéciales, contenue dans son intérieur, qui transfère de la chaleur à travers un échangeur de chaleur, l'eau contenue dans un réservoir de stockage.

Panneau solaire à concentration utilise une série de miroirs paraboliques pour concentrer la lumière solaire à structure linéaire sur un tube récepteur dans lequel un fluide ou une série de miroirs plats qui focalisent les faisceaux à la fin d'un tour dans laquelle il est rempli avec un chaudière sels qui fondent dans la chaleur. Dans les deux cas, le "dispositif de réception" est chauffé à des températures très élevées (400 ° C ~ 600 ° C)

Le panneau solaire en utilisant les propriétés particulières des éléments semi-conducteurs pour la production d'énergie électrique lorsqu'il est stimulé par la lumière.

Panneau solaire

Capteurs thermiques peuvent être circulation naturelle ou forcée, la première utilisation du liquide dans les panneaux pour permettre la circulation de la chaleur à l'intérieur du système de panneau. Dans ce cas, le réservoir contenant l'échangeur de chaleur doit être supérieur du panneau.

Les systèmes à circulation forcée utilisent une pompe qui fait circuler le fluide à l'intérieur de l'échangeur de chaleur et le panneau lorsque la température du fluide à l'intérieur du panneau est supérieure à celle à l'intérieur du réservoir qui, dans ce cas, situé au-dessous de la panneaux. Ces systèmes sont plus complexes en termes de contrôles et les équipements utilisés (pompes, capteurs de température, vannes à trois voies, contrôle), mais permettent de placer le réservoir, également de grandes dimensions, dans lequel pratiquement vous voulez, par exemple, sur la sol et non sur le toit où des problèmes de poids sont difficiles à positionner.

Photovoltaïque

Les panneaux solaires convertissent la lumière solaire directement en électricité. Ces panneaux exploiter l'effet photoélectrique et avoir un rendement de conversion de 32,5% à des cellules en laboratoire. Dans la pratique, une fois que les modules des cellules et des modules et des panneaux lorsqu'ils sont assemblés sur place, l'efficacité moyenne est d'environ 12%. Ces panneaux, sans pièces mobiles ou d'autres choses, nécessitent très peu d'entretien: seulement par essence être nettoyé régulièrement. La durée de vie estimée des panneaux solaires est d'environ 30 ans. Les principaux défauts de ces systèmes sont le coût de l'énergie et des panneaux stockage.

Le deuxième problème évident avec ce type de système est que l'énergie ne est produite que pendant les heures de lumière du jour et ne est pas adapté à toutes les situations, étant une forme d'électricité accumuler peine en grandes quantités. Il convient de noter, cependant, que la production d'énergie solaire est plus précisément à des moments de demande accrue, ce est-à-dire pendant la journée et pendant les saisons chaudes, au cours de laquelle peut compenser l'augmentation de la consommation du fait de la ventilation et de la climatisation.

Merci à la législation des incitations économiques pour le photovoltaïque et la capacité de vendre l'énergie excédentaire à l'opérateur du système de transmission, l'Allemagne est à la première place en Europe pour l'électricité produite par l'énergie solaire: le montant représente 1, 0% de l'énergie allemande, et donc il est maintenant tout à fait insuffisant pour soutenir la tendance croissante de la demande d'énergie (en Allemagne la première source de production d'énergie électrique est le charbon, qui couvre environ 43%, tandis que le second est nucléaire presque 23%).

Utilisation

Actuellement panneaux solaires sont utilisés pour fournir de l'eau chaude (solaire thermique) et le chauffage des maisons et petits ensembles. Vous avez essayé de construire des centrales solaires utilisant des turbines, la conversion de la chaleur accumulée en électricité, mais ces expériences ne avez pas sensiblement du faible rendement de ces relations de pouvoir avec des coûts d'exploitation élevés et interruption de l'approvisionnement de l'électricité (mais Voir en ce qui concerne la concentration de plâtre de la dernière génération). Les panneaux photovoltaïques sont principalement utilisés pour les dispositifs de puissance loin des réseaux électriques (sondes spatiales, les antennes relais de téléphonie dans les montagnes, etc.) ou ayant des besoins énergétiques réduits de sorte que la connexion au réseau ne serait pas rentable (panneaux de signalisation lumineuse, parcmètres, etc. .) et inappropriée d'un point de vue organisationnel. De toute évidence, ces appareils doivent être équipés de batteries permettant de stocker l'énergie électrique produite en excès pendant la journée pour alimenter l'équipement la nuit et pendant les périodes nuageuses.

Le 8 Avril 2010 se éteint à la Suisse, le Solar Impulse HB-SIA, le premier avion solaire.

Avec la technologie actuelle panneaux photovoltaïques sont également sensibles au rayonnement infrarouge (invisible) rayonnement solaire et produire de l'énergie, même par temps nuageux et la pluie. La quantité d'énergie délivrée est variable et imprévisible, cette discontinuité il est difficile de répondre à la demande à tout moment au cours, à moins de la production avec une grande marge de sécurité au-dessus du pic annuel de la demande.

Ainsi sont solaire et les centrales éolienne fournissent intermittente par intermittence, mais depuis le pic de production de systèmes d'énergie solaire en été peuvent compenser l'augmentation de la demande intérieure due aux climatiseurs. L'installation de panneaux photovoltaïques a eu son plus grand développement en Allemagne grâce à une législation favorable pour laquelle le producteur vend l'énergie excédentaire au fournisseur d'électricité, qui achète au même prix par kWh. Dans la pratique, la ville paie la facture la différence entre ce que les consommateurs et fournit le corps électrique. Si elle est positive, obtenir un crédit. Une législation similaire a été récemment introduit en Italie: en effet, le 19 Septembre, 2005 provenaient en vigueur sur le soi-disant «tarif», DL 387/2003 (transposition de la directive européenne 2001/77/CE).

L'énergie solaire ne fournit que 0,1% de l'électricité produite en Allemagne et ne est pas une source primaire de la politique énergétique donc. L'énergie éolienne est moins cher (par kWh), mais il ne est probablement pas en mesure de créer des niveaux d'emploi similaire.

Future

Actuellement, la plupart des études se concentrent sur les nouvelles générations de cellules solaires avec une efficacité accrue par rapport aux cellules photovoltaïques actuels ou avec une efficacité similaire à celle des cellules présentes, mais beaucoup moins cher. Des études montrent la construction le plus ambitieux en orbite des centrales solaires. Ces plantes doivent être recueillies directement auprès de la lumière du soleil dans l'espace et transmettre la puissance au sol par micro-ondes ou de faisceaux laser. Les projets de construction en cours, tels que {} http://cleantech.com/news/4617/powersat-space-aged-idea-snags qui font l'installation de prototypes de ces systèmes dans les années à venir.

Étaient des prototypes de systèmes de cogénération solaires dans lequel il est la production simultanée d'électricité et de chaleur testé.

Partout dans le monde, sont en train d'étudier de nouvelles technologies et de nouveaux moyens d'exploiter l'énergie du soleil pour créer la première vraie puissance solaire plantes comprennent, par exemple (Central récepteur du système CRS) (par exemple projet PS10) et la tour solaire australienne fabriqué à partir EnviroMission Ltd Melbourne.

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