TPE : Les cellules photovoltaïques...

par **Billball** » 18 Oct 2007, 19:06

[FONT=Comic Sans MS]Bonsoir,

Alors voilà, j'aurais besoin d'un coup de main sur ce sujet, j'ai un peu près ma poblématique : "Les cellules photovoltaïques sont-elles rentables énergétiquement et écologiquement?"

En faite, j'vois pas trop par où et par quoi commencer, enfin pour au moins établir un plan (ensuite le compléter par différentes sources), enfin vu que je ne sais pas trop rien à ce sujet... Si vous pourriez un peu me faire part éventuellement de vos "connaissances" ou autres pour que je puisse éventuellement me fixer un plan, ça serait sympa... Ou si vous aurez quelques chose à ce sujet, j'ai cherché mais j'ai trouvé que des tpe effectués par d'autres, et les profs verront bien qu'j'ai repris dessus :hum: [/FONT]

par **Dominique Lefebvre** » 19 Oct 2007, 18:39

Billball a écrit:[font=Comic Sans MS]Bonsoir,

Alors voilà, j'aurais besoin d'un coup de main sur ce sujet, j'ai un peu près ma poblématique : "Les cellules photovoltaïques sont-elles rentables énergétiquement et écologiquement?"

En faite, j'vois pas trop par où et par quoi commencer, enfin pour au moins établir un plan (ensuite le compléter par différentes sources), enfin vu que je ne sais pas trop rien à ce sujet... Si vous pourriez un peu me faire part éventuellement de vos "connaissances" ou autres pour que je puisse éventuellement me fixer un plan, ça serait sympa... Ou si vous aurez quelques chose à ce sujet, j'ai cherché mais j'ai trouvé que des tpe effectués par d'autres, et les profs verront bien qu'j'ai repris dessus :hum: [/font]

Pour aborder la rentabilité énergétique et écologique, explore les points suivants (entres autres):
quel est le rendement des différentes sortes de cellules, i.e. l'énergie électrique produite en fonction de l'énergie lumineuse incidente?
quelle est l'énergie dépensée pour produire une cellule par rapport à l'énergie produite par la cellule pendant sa vie (selon les différents types de cellules)?
Quel est le coût écologique de la fabrication d'une cellule : conso en eau, pétrole, électricité, autres? la toxicité pour l'environnement et l'homme des produits de dégradation ? le coût de recyclage?

Il faut étudier ces données en fonction du type de cellule: as-tu identifié les différents types (silicium cristallin, amorphe, autre semi-conducteur, autre techno)

par **cesar** » 20 Oct 2007, 08:23

Billball a écrit:[FONT=Comic Sans MS]Bonsoir,

Alors voilà, j'aurais besoin d'un coup de main sur ce sujet, j'ai un peu près ma poblématique : "Les cellules photovoltaïques sont-elles rentables énergétiquement et écologiquement?"

En faite, j'vois pas trop par où et par quoi commencer, enfin pour au moins établir un plan (ensuite le compléter par différentes sources), enfin vu que je ne sais pas trop rien à ce sujet... Si vous pourriez un peu me faire part éventuellement de vos "connaissances" ou autres pour que je puisse éventuellement me fixer un plan, ça serait sympa... Ou si vous aurez quelques chose à ce sujet, j'ai cherché mais j'ai trouvé que des tpe effectués par d'autres, et les profs verront bien qu'j'ai repris dessus :hum: [/FONT]

si cela peut t'interesser, j'ai, dans un passé recent, envisagé l'installation de panneaux photovoltaiques sur le toit de ma maison. J'ai trouvé chez Eyrolles un petit livre écrit par Mme petit, qui étudie la question de maniere assez correcte. En particulier, il y a quelques simulations financieres. Le materiel a mettre en place est constitué de panneau et d'un onduleur, le tout branché sur un compteur spécial dans le reseau EDF. Il apparait que malgré les subventions et le courant produit vendu a EDFa un tarif avantageux, le temps de retour de cette installation est de 8 à 10 ans..La facture est elevée et cela provient principalement du cout prohibitif des panneaux eux memes... :--:
ceci dit, c'est pas toujours simplet : ma maison se trouve dans l'emprise d'un monument historique, d'où necessiter de demander l'autorisation de poser de tels panneaux sur mon toit à l'Architecte des Batiments de France (ABF). il a été répondu que les panneaux devaient se trouver sur un pan de toiture situé....à l'ombre... :briques:

par **Billball** » 20 Oct 2007, 19:29

Dominique Lefebvre : Ok, merci bien pour les pistes à suivre

Sinon "silicium cristallin, amorphe, autre semi-conducteur, autre techno" sont les différents types de cellules possibles si j'ai bien compris?!
J'ai pas trop étudié encore le sujet, enfin j'sais pas trop de quoi partir... Très limité dans mon lycée!
Mais sinon, la prof de physique ne veut pas trop que je m'attarde sur les mots ... genre semi-conducteur ou autres donc :marteau:

cesar : Ah oui, normal, il faut préserver la France historique :ptdr: Euh oui, ça m'intéresserait! Mais que me proposes-tu, j'comprend pas trop :hein:
Sinon, ya une étude sur wikipédia ici

par **cesar** » 20 Oct 2007, 21:51

ton lien sur le Wiki a l'air tres complet. il n'y manque que le temps de retour : c'est le cout de l'operation divisé par le benefice net annuel, ce qui pourrait être fait avec les chiffres qui sont donnés....Un exemple interssant, qui n'est pas dans le wiki : celui de lagarde d'Apt, un petit village de montagne dans le vaucluse. Ils ont mis en service environ 40 m^2 de photvoltaique, au titre de la commune, ce qui rapporte à ce petit village, un budget consequent. Pour une collectivité, le temps de retour et la durée d'emprunts sont moins cruxiaux que pour un particulier...

par **Billball** » 21 Oct 2007, 00:15

[FONT=Comic Sans MS]Ouaip, c'est assez ambigüe comme choix, c'est très peu rentable directement, faut être patient :doh:
Pour ce qui est de la partie économique, j'comprend enfin normal c'est assez simple, mais pour la partie sur la cellule en elle-même et c'est plutôt sur ce point que j'aurais besoin d'aide, enfin jtrouve pas trop de description ou autre à ce sujet :triste: [/FONT]

par **Dominique Lefebvre** » 21 Oct 2007, 13:12

Billball a écrit:[font=Comic Sans MS] "Les cellules photovoltaïques sont-elles rentables énergétiquement et écologiquement?"

[/font]

Si j'en crois l'énoncé de ta problématique, il ne s'agit pas d'aborder les problèmes économiques!
Il est question, d'après ce que je lis de "rentabilité énergétique" et de "rentabilité écologique".

La première consiste à estimer la capacité d'une cellule à transformer l'énergie lumineuse incidente en énergie électrique. Et éventuellement (c'est recommandé) de compare ce rendement à celui des autres convertisseurs d'énergie (une centrale électrique thermique, nucléaire, par exemple, ou un epile à combustible).

La seconde consiste à vérifier que le coût écologique (consommation d'énergie, de pétrole, etc.) de la fabrication et de la mise en production d'une cellule est bien inférieur (comme on en pose implicitement l'hypothèse) au coût écologique de la production de la même quantité d'énergie par une autre méthode (centrale à gaz, à fuel, nucléaire, hydraulique, pile à combustible, etc.)

Je ne vois pas l'intérêt, dans le cadre de ta problèmatique, de se pencher sur le côut économique d'une installation photovoltaïque. Et il est vrai que dans ce cadre, il n'est pas non plus très utile de savoir comme fonctionne précisèment une cellule photovoltaïque, sinon par curiosité personnelle.mais il faut savoir comment on la fabrique!

Tu peux trouver des données de référence sur cette problématique dans "Lénergie en 2050" de Bernard Wiesenfeld par exemple ou sur le site web de jean-marc jancovici ([url="http://www.jancovici.com"]www.jancovici.com[/url]). Va voir aussi sur [url="http://www.x-environnement.org/Jaune_Rouge"]www.x-environnement.org/Jaune_Rouge[/url], tu pourras y trouver des infos intéressantes sur la comparaison entre les différents convertisseurs d'énergie.

par **Billball** » 21 Oct 2007, 14:35

Oui, ok, il ne faut pas que je m'attarde sur l'économie, mais ça serait cool de faire une petite parenthèse dessus on va dire...

Mais je sais pas, la façon dont tu l'interprètes, j'ai l'impression qu'il n'y a trop rien à dire sur ces 2 points des cellules photovoltaïques... :doh:

Sinon, tes 2 liens marchent pas =p (j'irais taper sur Google :ptdr: )

par **Dominique Lefebvre** » 21 Oct 2007, 15:19

Billball a écrit:Oui, ok, il ne faut pas que je m'attarde sur l'économie, mais ça serait cool de faire une petite parenthèse dessus on va dire...

Mais je sais pas, la façon dont tu l'interprètes, j'ai l'impression qu'il n'y a trop rien à dire sur ces 2 points des cellules photovoltaïques... :doh:

Sinon, tes 2 liens marchent pas =p (j'irais taper sur Google :ptdr: )

Désolé pour les lines, voici ceux à jour:
[url="http://www.manicore.com"]www.manicore.com[/url]
[url="http://www.x-environnement.org/jr.htm"]http://www.x-environnement.org/jr.htm[/url]

Je ne suis pas d'accord avec toi, il y a des tas de choses à dire sur ces deux aspects! Et comme c'est ta problématique, il vaudrait mieux que tu trouves de quoi disserter...

par **Billball** » 21 Oct 2007, 16:10

Ok, merci bien ^^'
Non mais comme j'ai dis, j'ai pas encore vraiment cherché... Pis au lycée, c'est pas trop ça, les profs veulent pas trop nous dire d'où partir (le fait que je pars d'un sujet que j'connais presque pas m'a bloqué jusque maintenant :triste: )
Donc, j'essayerais d'établir un plan pour les vacances et j'redirais quoi :we:

Cependant si vous avez toujours des choses à me faire partager, comme des liens ou autres (même magazine récemment sortis) j'suis preneur ;)

par **Billball** » 05 Nov 2007, 13:06

Re-bonjour,

Bon alors, j'ai parlé avec mes 2 profs mais bon, trop rien avancée depuis, et j'ai franchement du mal à trouver un plan "exploitable" :triste:
Par exemple, j'comptais faire une sous partie pour les différents sillicium mais ma prof a dit : "Sert à rien, rentre pas dans les détails..."

Ma new prob : "Les panneaux photovoltaïques seraient-ils une solution pour subvenir à nos besoins domestiques en électricité tout en préservant l'environnement" Plus potable je pense

Pour l'SVT, j'compterais étudié que c'est le réchauffement de la planète qui a incité à ce développement
Pour la Physique-Chimie, ma prof m'a conseillé expliqué surtout comment l'energie est transformé... et aussi comment ces cellules seront produites et tout :happy2:

par **Dominique Lefebvre** » 05 Nov 2007, 15:42

Billball a écrit:Re-bonjour,

Bon alors, j'ai parlé avec mes 2 profs mais bon, trop rien avancée depuis, et j'ai franchement du mal à trouver un plan "exploitable" :triste:
Par exemple, j'comptais faire une sous partie pour les différents sillicium mais ma prof a dit : "Sert à rien, rentre pas dans les détails..."

Ma new prob : "Les panneaux photovoltaïques seraient-ils une solution pour subvenir à nos besoins domestiques en électricité tout en préservant l'environnement" Plus potable je pense

Pour l'SVT, j'compterais étudié que c'est le réchauffement de la planète qui a incité à ce développement
Pour la Physique-Chimie, ma prof m'a conseillé expliqué surtout comment l'energie est transformé... et aussi comment ces cellules seront produites et tout :happy2:

La réponse à ta question est clairement NON.

Expliquer la transformation énergie lumineuse - électrique n'est pas trop difficile, si tu ne vas pas dans les détails . Quant à la production des panneaux, tu vas être obligé de différentier selon les types de silicium , amorphe ou cristallin...

par **Billball** » 05 Nov 2007, 16:10

Bah oui mais la prof me dit le contraire, pour ça que c'est assez euuh perturbant... car il faut que ça compréhensible pour tous!
Mais bon, normalement les profs comprendront :ptdr:
Je ne veux pas résultat de ce genre http://pagesperso-orange.fr/solar-project/, j'dis pas qu'il est pas bien mais les pages sont vides...

Autre point des TPE, l'expérience, elle est basique apparemment (tout ceux qui ont travaillé sur ces TPE l'ont fait) celle qui consiste à mesurer ampère et volt en fonction de l'angle des cellules en question, j'voudrais faire autre chose mais j'vois pas.. :briques:

par **Dominique Lefebvre** » 05 Nov 2007, 16:38

Billball a écrit:Bah oui mais la prof me dit le contraire, pour ça que c'est assez euuh perturbant... car il faut que ça compréhensible pour tous!
Mais bon, normalement les profs comprendront :ptdr:
Je ne veux pas résultat de ce genre [url="http://pagesperso-orange.fr/solar-project/"]http://pagesperso-orange.fr/solar-project/[/url], j'dis pas qu'il est pas bien mais les pages sont vides...

Autre point des TPE, l'expérience, elle est basique apparemment (tout ceux qui ont travaillé sur ces TPE l'ont fait) celle qui consiste à mesurer ampère et volt en fonction de l'angle des cellules en question, j'voudrais faire autre chose mais j'vois pas.. :briques:

Si tu fais une petite recherche sur les techniques de production des panneaux photovoltaïques, tu verras vite que les techniques de production sont très différentes selon le type du silicium! La production de Si amorphe est bien moins couteuse que celle de Si cristallin. Mais le rendement est différent aussi....
Histoire de convaincre ta prof, tu peux faire une manip qui compare le rendement de différents types de panneaux avec un même ensoleillement...

par **Billball** » 07 Nov 2007, 19:15

Ok ok, merci bien!

Par contre, une chose qui me gêne, trouver un plan utilisable, sur internet, la plupart des tpe exposées, possèdent une bonne organisation, un peu dans le genre que j'avais imaginé... Les profs penseront que j'ai copier :hein:

par **Dominique Lefebvre** » 08 Nov 2007, 09:08

Billball a écrit:Ok ok, merci bien!

Par contre, une chose qui me gêne, trouver un plan utilisable, sur internet, la plupart des tpe exposées, possèdent une bonne organisation, un peu dans le genre que j'avais imaginé... Les profs penseront que j'ai copier :hein:

Peux-tu nous proposer ton plan, on verra comment le personnaliser!

par **Billball** » 09 Nov 2007, 20:17

[FONT=Comic Sans MS]Ok alors le voici

I/ Introduction

Dans cette partie j'aborderais un peu le Soleil (oui, sans cette étoile...) et éventuellement un historique du photovoltaïque (découvertes, innovations... etc)

II / Fonctionnement

Il est identique pour toutes les cellules mais j'dois sous-diviser cette partie en plusieurs, aussi présenter la compostion du panneau. Je sais pas si je dois exposer et présenter les différents type de celulle dedans...

III/ Rendement

Là, j'avais toutes les infos qu'il me fallait sur le site que j'avais mentionné il y a quelques temps...

IV/ Expérience

J'dois la diviser en 2 parties, un pour la présentation en image et schéma et l'autre pour les explications et calculs

V/ Environnement

Là, je pense aussi qu'il est important de diviser en sous parties (malgré que j'en vois pas trop l'utilité...) Enfin j'veux dire à part que ca "pourrit" le paysage et qu'il faut faire attention au monuments historiques... Ce thème touche peu l'SVT!

Plan assez vague, je sais, inspiré d'ici http://tpephotovoltaique.c.la/ [/FONT]

par **Dominique Lefebvre** » 10 Nov 2007, 10:52

Billball a écrit:[font=Comic Sans MS]Ok alors le voici

I/ Introduction

Dans cette partie j'aborderais un peu le Soleil (oui, sans cette étoile...) et éventuellement un historique du photovoltaïque (découvertes, innovations... etc)

L'énergie rayonnée interceptée au niveau du sol par unité de surface, en fonction de la latitude... Le spectre disponible à la surface du sol... La durée d'ensoleillement en fonction de la latitude, etc..

Pour l'historique, la découverte de l'effet photoélectrique, son explication quantique, ses applications.

II / Fonctionnement

Il est identique pour toutes les cellules mais j'dois sous-diviser cette partie en plusieurs, aussi présenter la compostion du panneau. Je sais pas si je dois exposer et présenter les différents type de celulle dedans...

Non, il n'est pas identique pour tous les capteurs. Et d'ailleurs de quoi veux-tu parler en disant "cellules". Sur un panneau solaire photovoltaïque, tous les capteurs sont en principe identiques!
Je ne suis pas sur de bein saisir ce que tu entends par "fonctionnemet": que veux-tu expliquer?

III/ Rendement

Là, j'avais toutes les infos qu'il me fallait sur le site que j'avais mentionné il y a quelques temps...

Il faudrait citer les conditions d'installation des panneaux et leurs contraintes.
Et aussi donner un ordre d'idée de la production électrique espérée, de sa continuité, de la capacité de stockage de la production, etc. Histoire de ne pas se faire de fausses illusions sur la capacité de ce type d'énergie à remplacer les autres!

IV/ Expérience

J'dois la diviser en 2 parties, un pour la présentation en image et schéma et l'autre pour les explications et calculs

Oui: tu présentes d'abord ta manip en expliquant ce que tu veux démontrer et comment tu vas le faire. Tu décris ton dispositif expérimental et les raisons de ce dispositif.
A l'issue de la manip, tu exposes tes résultats, brutes et après traitement (supression des points aberrants, calculs d'incertitudes, régressions, etc.). Puis tu exposes ce que ta manip prouve: la loi annoncée est vérifiée ou n'est pas vérifiée (dans ce cas, il faut savoir dire pourquoi, en principe...)

V/ Environnement

Là, je pense aussi qu'il est important de diviser en sous parties (malgré que j'en vois pas trop l'utilité...) Enfin j'veux dire à part que ca "pourrit" le paysage et qu'il faut faire attention au monuments historiques... Ce thème touche peu l'SVT!

Alors là, je ne vois pas bien le rapport! Je nommerai plutôt ce chapitre "Applications industrielles" en évoquant toutes les applications possibles avec leurs avantages et inconvénients!

[/font]

par **Billball** » 10 Nov 2007, 13:38

Non, il n'est pas identique pour tous les capteurs. Et d'ailleurs de quoi veux-tu parler en disant "cellules". Sur un panneau solaire photovoltaïque, tous les capteurs sont en principe identiques!
Je ne suis pas sur de bein saisir ce que tu entends par "fonctionnemet": que veux-tu expliquer?

Je voulais entendre par là que ça consistait toujours à convertir les rayons reçus en énergie électrique mais apparemment c'plus "complexe" que ça :hum:

Alors là, je ne vois pas bien le rapport! Je nommerai plutôt ce chapitre "Applications industrielles" en évoquant toutes les applications possibles avec leurs avantages et inconvénients!

Ca correspondrait à la partie SVT d'mes TPE : "tout en préservant l'environnement" Mais qu'entends-tu par "évoquant toutes les applications possibles avec leurs avantages et inconvénients!" ?

Sinon, est ce que j'ai bien abordé tout les points importants concernant ces cellules? (J'essayerais de résumer chaque grandes parties avec toutes les idées déjà émises!)

par **Dominique Lefebvre** » 10 Nov 2007, 14:47

Billball a écrit:
Je voulais entendre par là que ça consistait toujours à convertir les rayons reçus en énergie électrique mais apparemment c'plus "complexe" que ça :hum:

J'entends bien, mais de quel type de capteur veux-tu exposer le fonctionnement? Il suffit de dire clairement : voici comment fonctionne le capteur photovoltaïque de type "machin"...

Ca correspondrait à la partie SVT d'mes TPE : "tout en préservant l'environnement" Mais qu'entends-tu par "évoquant toutes les applications possibles avec leurs avantages et inconvénients!" ?

Donc tu voudrais exposer l'intérêt écologique de l'électricité photo-voltaïque: énergie renouvelable (car le rayonnement solaire est disponible pour longtemps..) et propre. Ce dernier point est discutable parce qu'il faut mettre en balance la quantité d'énergie et de matière première (les intrants) nécessaires à fabriquer les panneaux. Et c'est loin d'être évident, que ce soit propre!

Pour les applications, j'imaginais que tu pouvais développer les différentes applications de l'électricité photo-voltaïque : transport (voitures et avions prototype, bateaux - leur devenir...), appoint d'énergie dans l'habitat, alimentation d'appareils en zone non desservie par le réseau électrique, etc.

Sinon, est ce que j'ai bien abordé tout les points importants concernant ces cellules? (J'essayerais de résumer chaque grandes parties avec toutes les idées déjà émises!)

Si tu ajoutes les applications et la part prévisible de l'électricité photovoltaïque dans la production d'énergie aujourd'hui et demain, oui.
Tu pourrais dans ta conclusion dire qu'il y a d'autres moyens d'utiliser l'énergie solaire : four solaire, panneaux solaires thermiques, photosynthèse artificielle, etc.

TPE : Les cellules photovoltaïques...

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