Formation solaire - Lomé

I - *Fabrication et fonctionnement d'un panneau solaire* A - Les bases du solaire photovoltaïqueQuel est l'ensoleillement de la Terre ?Le soleil envoie un rayonnement électromagnétique sur la Terre. Il est composé d'infrarouges (46%), de la lumière visible (48%) et des ultra-violets (6%). La Terre n'est pas toute ensoleillée de la même façon. Voici une carte présentant l'ensoleillement des différentes zones de la Terre :Kilowatt-heure (kWh) : Le kilowatt-heure est une unité pratique de mesure d'énergie valant 3,6 mégajoules. Elle est surtout utilisée pour l'énergie électrique. C'est l'énergie consommée par un appareil d'une puissance d'un kilowatt (1000 watts) qui a fonctionné pendant une heure (1 kilowatt × 1 heure).L'ensoleillement est mesuré en kWh. *L'ensoleillement total de la Terre est de kWh* ce qui correspond à fois la consommation mondiale d'énergie. *Quel est le principe de fonctionnement du panneau solaire ?* Le panneau solaire convertit l'énergie lumineuse en énergie électrique. Les panneaux solaires sont composés de cellules photovoltaïques. Ces cellules sont constituées de matériaux semi-conducteurs qui peuvent libérer leurs électrons sous l'action d'une énergie (ici l'énergie lumineuse). La libération des électrons des matériaux constituants les cellules sous l'action des photons permet ainsi la production d'un courant électrique.Quels sont les différents types de cellules photovoltaïques ?Il existe trois types de cellules photovoltaïques :Les cellules monocristallines : elles sont constituées d’un cristal à deux couches, le plus souvent du silicium. Elles ont un rendement entre 15 et 22 % mais elles sont chères à fabriquer.Les cellules poly-cristallines : elles sont constituées de plusieurs cristaux, ce qui diminue leur prix de fabrication. Cependant leur rendement n’est que de 10 à 13 %.Les cellules amorphes : elles ont un rendement très faible (5 à 10 %) mais leur prix est très bas.De quoi sont composées les cellules photovoltaïques ?Silicium : C'est l'élément le plus abondant sur la Terre après l'oxygène (27,6%) Il n'existe pas à l'état libre mais sous forme de composés : de dioxyde silice (dans le sable, le quartz, la cristobalite, etc) ou de silicates (dans les feldspath, la kaolinite, etc).Les panneaux solaires sont constitués de cellules photovoltaïques. Les cellules photovoltaïques sont constituées de semi-conducteurs à base de silicium, de sulfure de cadmium, et de tellure de cadmium. Ces composants sont superposés en deux fines plaques de telle sorte qu'il en résulte un contact étroit.Chaque plaque forme une couche, il y a donc deux couches, la couche supérieure et la couche inférieure.- La couche supérieure de la cellule est composée de silicium dopé par un élément qui possède plus d'électrons que le silicium. Cette couche possédera donc, en moyenne, une quantité d'électrons supérieure à une couche de silicium pur. Il s'agit d'un semi-conducteur de type N.- La couche inférieure de la cellule est composée de silicium dopé par un élément qui possède moins d'électrons que le silicium. Cette couche possédera donc en moyenne une quantité d'électrons inférieure à une couche de silicium pur. Il s'agit d'un semi-conducteur de type P.Le photon : Particule élémentaire qui constitue le rayonnement électromagnétique comme celui de la lumière visible. Pour qu'il y ait conduction, on crée une jonction PN. Lors d'une exposition à la lumière cette dernière doit permettre le passage des électrons entre les deux plaques. Dans les panneaux solaires, la jonction PN ne s'établit qu'en présence d'un photon. Cette jonction PN va permettre la formation d'un courant électrique.