Une pile solaire est un générateur de courant continu qui transforme en électricité l'énergie lumineuse qu'il reçoit.

Ça tombe bien qu’on en parle car ça m’intéresse beaucoup les

piles solaires! Enfin, ça m’intéresse mais je ne connais pas vraiment ça! Pouvez-vous

m’en dire plus?

Est-ce qu’elles sont toutes pareilles les piles solaires?

Non, il en existe différents types :

Piles solides(Jonction entre deux semi-conducteurs)

Piles nanocristallines

Piles (ou cellules) photovoltaïques électrochimiques (ou simplement appelées CPE)

Cathode :

Matériau conducteur

Anode :

Semi-conducteur

Électrolyte liquide gel

J’ai un tournoi de Frisbee dans 30 minutes… et si on discutait

seulement des CPE? Comment c’est fait une CPE?

Jonction semi-conducteur / électrolyte

Branchement à un appareil qui demande du courant électrique.

Et qu’est-ce qu’elle a de particulier cette jonction?

é

é

é

é

é

Phénomène d’équilibre entre les deux phases : des électrons sont transférés du semi-conducteur vers l’électrolyte.

Création d’un champ électrique qui permet d’orienter les charges (électrons et trous).

Jonction

semi-conducteur / électrolyte

A+ + é → A A → A+ + é

Oxydation Réduction

Et comment ça fonctionne quand le soleil est de la partie?

Photon

é

é

h+

h+ Trou laissé par le départ d’un électronEFFET PHOTOVOLTAÏQUE : Apparition d’une tension électrique dans un matériau semi-conducteur soumis à un rayonnement lumineux.

AA+

+ -

Gaz naturel (19 %)

Pétrole (32 %)

Charbon (26 %)

Énergies renouvelables (2 %)Énergie nucléaire (5 %)

Énergie hydraulique (6 %)

De nos jours, quelles sources d’énergie utilise-t-on?

12 minutes

Bois (10 %)

1954 1 700 $ / Watt

1970 20 $ / Watt

2004 3 $ / Watt

Bon j’vois où vous voulez en venir… mais combien ça coûte?

2 ¢ / kWh

5 ¢ / kWh

11 ¢ / kWh

(a)

(b)

(c)

20 à 40 ¢ / kWh

Partez pas, j’ai d’autres questions!

Sur quoi on se base pour comparer les piles solaires entre-elles?

La pile solaire peut-elle stocker l’énergie?

Est-ce que ces piles fonctionnent seulement avec la lumière du soleil?

L’effet photovoltaïque… ça a l’air bien logique mais est-ce que c’est utile seulement dans les piles solaires?

Non, elle ne fait que convertir l’énergie lumineuse en énergie électrique, contrairement à une pile alcaline par exemple.

Non, à l’inverse, la fibre optique convertit les signaux électriques en lumière. Utilisée dans les réseaux, elle permet d’échanger très efficacement différents types de signaux.

Non, toute source de lumière peut les faire fonctionner. D’ailleurs, il serait plus juste de les nommer photopiles ou piles photovoltaïques.On calcule le rendement des piles qui est le rapport entre l’énergie électrique aux bornes de la cellule et l’énergie incidente :

%xP

PndementRe

incidente

imalemax 100

Partez pas, j’ai d’autres questions!

Quelques définitionsQuelques définitions

Semi-conducteur : Corps non métallique qui conduit imparfaitement l'électricité et

dont la résistivité augmente avec la température. La présence d'impuretés permet de réduire cette résistivité.

Électron : Particule constitutive de la partie externe de l'atome (entourant le noyau), qui porte une charge électrique négative de 1,602x10-19 coulomb et a une masse de 0,911x10-30 kg.

Photon : Particule de masse et de charge nulles associée à un rayonnement

lumineux ou électromagnétique.

Court diaporama Power Point

Expliquez le phénomène de la photosynthèse.

Travail écrit

Comparez les composantes ainsi que le fonctionnement d’une pile solaire et d’une pile alcaline.

Kit éducatif de pile solaire nanocristalline

Tout en visitant leur site Internet, faites le montage de la pile solaire comprise dans le kit éducatif commercialisé par la compagnie Sol Ideas.

Choix # 1

Choix # 2 Choix # 3

Réalisation : France Payment

Collaboration : Monique Dugal

Isabelle Roy

Philipe Lampron

TIC dans l’enseignement aux moyens

et grands groupes (FPE 7650)

Été 2004