Dimanche 15 juillet 2018 à 19:18

Energie, nucléaire, économies

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      Vous avez pu constater que je m’intéresse beaucoup aux problèmes scientifiques et pratiques du changement climatique et à tous les problèmes d’énergie, que ce soient les « anciennes énergies » encore utilisées de façon prépondérante, l’énergie nucléaire et la future énergie de fusion, et les « énergies vertes » très à la mode, mais dont certaines sont méconnues.
    J’ai fait de nombreux articles sur ces sujets et maintenant je me contente de choses nouvelles, ce qui est assez rare.
    Mais j’ai lu des articles sur de nouveaux types de panneaux photo-voltaïques et cela m’a paru intéressant.

    Je rappelle d’abord certaines caractéristiques du photovoltaïque :
    Une cellule photovoltaïque, (ou solaire), est un composant électronique qui, exposé à la lumière (c’est à dire à des photons), produit de l’électricité grâce à l’effet photovoltaïque. La puissance obtenue est proportionnelle à la puissance lumineuse incidente mais dépend du rendement de la cellule. Celle-ci délivre une tension continue et un courant électrique la traverse dès qu'elle est connectée à un circuit.
    Les cellules photovoltaïques les plus répandues sont constituées de semi-conducteurs, principalement à base de silicium (Si) et le plus souvent se présentent sous forme de petites plaques d’une dizaine de centimètres de coté. On les réunit sous forme de panneaux pour obtenir une source convenable d’électricité.

    Le problème des cellules solaires est quintuple :
        - il faut pour produire de l’électricité, qu’il y ait du soleil ou au moins une forte lumière. Il n’y a pas de courant la nuit et il y en a peu par temps couvert. Il faut donc stocker l’énergie correspondante si on veut un usage continu.
        - leur rendement est faible bien qu’il ait fait de grands progrès : mille watts par mètre carré de panneau. Il faut donc d’énormes surfaces pour obtenir une puissance convenable. (1 km2 pour produire un GW)
        - la tension produite est faible et il faut donc associer de nombreuses cellules pour avoir une tension suffisante.
        - le courant produit est continu et donc pour le transporter, et éviter une trop grande perte par effet joule, il faut le rendre alternatif grâce à de onduleurs, ce qui diminue encore le rendement.
        - Il en résulte que le courant produit est cher. Sans les subventions (qui sont payées par l’Etat et donc les contribuables) le photovoltaïque ne serait pas rentable.
    De plus les fiabilités des panneaux sont très variables, certains panneaux chinois étant d’une qualité catastrophique.

    L’utilisation du photovoltaïque est donc particulière :
    Le transport de l’électricité étant très onéreux, les surfaces nécessaires énormes, et l’obtention de voltages élevés problématique, la création de « centrales photovoltaïques est une aberration.
    Par contre le photovoltaïque est excellent pour alimenter de petits appareillages électroniques isolés et non raccordés au réseau : lampes, montres, appareils de mesure ou de communication, etc.. Mais pour avoir un un usage continu, il faut une batterie tampon.
    Un usage domestique dans des maisons ou dans des locaux industriels est intéressant s’il ne demande pas une forte puissance : chauffage de l’eau chaude sanitaire par exemple, mais pas le chauffage de la maison l’hiver.
    Il est évidemment intéressant dans des pays très ensoleillés et en des lieux isolés où il est difficile d’amener des lignes électriques : dans une île ou dans le désert  et en Afrique, pour tirer l’eau de puits et la purifier.

    Alors quoi de nouveau ?
    Deux industriels français viennent d’inaugurer la production unique au monde de panneaux solaires « souples », constitués de films organiques, sur lesquels on dépose la couche photovoltaïque des quelques nanomètres, composée de cuivre - indium - gallium - sélénium.
    ils ont quelques nanomètres (quelques milliardièmes de mètre c’est à dire quelques millionnièmes de millimètres) d’épaisseur, sont souples et flexibles, transparents et faciles à poser. Ils peuvent même être colorés pour faire des éléments décoratifs.
    C’est utilisable bien sûr sur de petits appareils, mais le plus intéressant c’est de le poser sur des surfaces transparentes, de vitres de fenêtres par exemple.
    Le rendement est moins bon (100 W par m2), mais les surfaces possibles considérablement plus importantes et on peut utiliser ce courant pour de petites actions : ouvrir un store ou un volet roulant, les vitres d’une voiture, l’écran d’un micro-ordinateur, une alarme …
    Le problème est maintenant de baisser les coûts.

Nota : le schéma en tête de l'article est tiré d'un article paru sur Sciences et Avenir.
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