• Contexte

    L'avènement des énergies du futur revêt une importance cruciale en République Démocratique du Congo, mettant l'accent sur l'exploitation de sources durables telles que le solaire via les panneaux photovoltaïques, voire l'énergie éolienne. Les vastes étendues et les régions propices aux vents offrent des opportunités considérables pour développer des infrastructures énergétiques renouvelables. Ton expertise pour démontrer la pertinence des nouvelles énergies est requise. 

    • Lire, comprendre

      Fais le test d'entrée pour bien te mettre dans le contexte de ta mission.


      La cellule photovoltaïque

      On utilise les semi-conducteurs dans de nombreux dispositifs électroniques, en particulier dans les capteurs photovoltaïques comme les cellules photovoltaïques.

      L'ensemble des couples affichage parenthèse gauche I virgule U parenthèse droite pour une cellule photovoltaïque constitue la carctéristique de la cellule. Elle dépend de l'éclairement reçu.

      Relevons certains points particuliers :

      • tension à vide affichage U indice 0: tension aux bornes de la cellule lorsque ne débite pas, donc lorsque le courant est nul ;
      • intensité de court-circuit affichage I indice c c fin d'indice : courant maximal qu'une cellule photovoltaïque peut fournir lorsque ses bornes sont reliées ensemble. En d'autres termes, c'est le courant qui circule dans un circuit lorsque la résistance externe est nulle (court-circuit). En résumé, l'intensité de court-circuit (Icc) est un paramètre très important qui indique le courant maximal qu'une cellule photovoltaïque peut produire, sous exposition à la lumière, lorsqu'elle est en court-circuit. C'est un indicateur de performance important pour la conception et l'optimisation des systèmes photovoltaïques ;
      • point de fonctionnement maximal (affichage I indice m virgule U indice m) : couple (affichage I indice m virgule U indice m) conduisant à la puissance affichage P indice m égal à U indice m. I indice m maximale. On en déduit la résistance qui permet de maximiser la puissance électrique avec la relation affichage U indice m égal à R indice m. I indice m donc affichage R indice m égal à u indice m sur I indice m.

      Un panneau photovoltaïque produit de l'électricité lorsqu'il reçoit la lumière du soleil. On dit qu'il convertit l'énergie rayonnante en énergie électrique.


      L'éolienne, autre modalité, convertit l'énergie cinétique du vent en énergie électrique.

      Les conversions d'énergie peuvent être représentées par des chaînes énergétiques. Ces schémas comprennent :

      • les réservoirs d'énergie (dynamos, éoliennes, centrales thermiques, géothermie...) ;
      • les convertisseurs d'énergie qui assurent le passage d'une forme en une autre ;
      • les formes d'énergie à l'entrée et à la sortie des convertisseurs.

    • Observer, mémoriser


      Rendement d'une conversion électrique

      Pour évaluer l'efficacité d'une conversion d'énergie, on définit une grandeur sans dimension appelée rendement du convertisseur.

      Le rendement est égal au rapport de l'énergie utile délivrée par le convertisseur sur l'énergie qu'il a reçu à l'entrée :

      Le rendement peut également s'écrire de la manière suivante :


      Exemple : les accumulateurs (souvent appelés batteries) lithium-ion des téléphones portables ont un rendement d'environ 90%, c'est-à-dire que .
      Entre une charge et une décharge, il y a donc 10% d'énergie dissipée sous forme d'énergie thermique.

    • Défi α

      Teste tes connaissances sur les panneaux photovoltaïques et sur les éoliennes.

    • Défi β

      Montre ton niveau d'expertise en calculant le rendement d'une éolienne.


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