I-3-3-Ressources énergétiques
renouvelables
Une énergie renouvelable est une source
d'énergie se renouvelant assez rapidement pour être
considérée comme inépuisable à l'échelle de
temps humaine. Les énergies renouvelables sont issues de
phénomènes naturels réguliers ou constants
provoqués par les astres, principalement le Soleil (rayonnement), mais
aussi la Lune (marée) et la Terre (énergie
géothermique).
Ø L'énergie solaire :peut
être exploitée sous différentes formes : Thermique ou
photovoltaïque, les photons sont convertis en courant électrique
par un semi-conducteur.
Ø L'énergie éolienne:
est produite par la force du vent qui fait tourner les pales d'une
éolienne. L'énergie dite mécanique est convertie en
énergie électrique par une génératrice. La
quantité de vent détermine donc la quantité
d'électricité produite. Le rendement de l'éolienne
dépend de sa taille : si on augmente la hauteur du mât et la
longueur des pales, la puissance disponible croît également.
Ø La biomasse-énergie: fait
référence à l'ensemble de la matière
végétale ou de déchets d'origine animale (bois, plantes,
céréales, déchets agricoles,...) susceptible d'être
collectée à des fins de valorisation
énergétique.
Ø L'énergie hydraulique:est
produite par la force de l'eau. Elle est exploitée grâce aux
retenues d'eau des barrages, ou encore avec des centrales au fil de l'eau.
L'hydraulique océanique, également appelée
thalasso-énergie, connaît une croissance importante.
Ø La géothermie: utilise la
chaleur de la Terre et l'exploite par différentes techniques, selon la
profondeur à laquelle la chaleur est captée. Son usage est
très ancien, et pourtant elle reste une énergie peu
utilisée, malgré un potentiel important.
I.3-3-1 L'énergie solaire
L'énergie solaire photovoltaïque
désigne l'électricité produite par transformation d'une
partie du rayonnement solaire avec une cellule photovoltaïque. La
conversion directe de l'énergie lumineuse en énergie
électrique, soit « L'effet photovoltaïque »
été découvert par le physicien français Becquerel
en 1839. [16]
A. Principe d'une cellule
photovoltaïque
Une cellule photovoltaïque est un capteur constitue d'un
matériau semi-conducteur absorbant l'énergie lumineuse et la
transformant directement en courant électrique. Le principe de
fonctionnement de cette cellule fait appel aux propriétés
d'absorption du rayonnement lumineux par des matériaux semi-conducteurs
[13]. Ainsi le choix des matériaux utilisés pour concevoir des
cellules PV se fait en fonction des propriétés physiques de
certains de leurs électrons susceptibles d'être libères de
leurs atomes lorsqu'ils sont excités par des photons provenant du
spectre solaire et possédant une certaine quantité
d'énergie selon leurs longueurs d'onde. Une fois libères, ces
charges se déplacent dans le matériau formant globalement un
courant électrique de nature continu. La circulation de ce courant donne
alors naissance à une force électromotrice (fém.) aux
bornes du semi-conducteur correspondant ainsi au phénomène
physique appelé effet photovoltaïque.
Figure (I.2) Description d'une photopile ou cellule
photovoltaïque [13].
Ø Le rayonnement solaire
La principale source d'énergie dont dépend
toute la terre est le Soleil. La puissance du rayonnement solaire,
mesurée sur le bord extérieur de l'atmosphère terrestre,
est pratiquement invariable lorsque la Terre est à une distance moyenne
du Soleil. Cette constante est égale à 1377 W/  .
Si on assume que la terre est parfaitement sphérique,
elle a une surface diamétrale de,  où r est le rayon moyen de la terre. Le rayonnement solaire
intercepté est donc égale à 1377  , si le rayon r est en mètre. Le rayon moyen de la terre est
6.324 millions de mètres, ayant pour résultat[10]
Le flux rayonnant sur la terre =1377*  *(6.324*  (I.1)
=1.73*  W
=1.73*  j/s
En année de 365.25 jours toute l'énergie de
rayonnement est donc :
Wannuelle = 365.25*24*3600*1.73*  (I.2)
= 5.46*  j
| 
