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Comment transformer l'énergie?
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DR6-1
Document n°1: Le principe de fonctionnement des panneaux solaires pour la production
d'électricité
Les cellules photovoltaïques sont réalisées à
partir de silicium. Le silicium est un matériau très
abondant sur terre. Il est obtenu à partir de
sable quartzeux chauffé puis purifier pour
obtenir du silicium de qualité solaire. Les
premiers panneaux photovoltaïques ont été
installés en 1990. Une association européenne
s'est engagée à mettre au point un programme de
recyclage en 2015. Cette association prévoit de
collecter les panneaux, d'en récupérer les
matières premières pour en réaliser de nouveaux.
2
2
1
3
4
Soleil
(rayons solaires)
Panneaux solaires
(cellules photovoltaïques)
Le captage des rayons (1):
installés sur les toits ou à proximité
des habitations, les panneaux solaires
captent la lumière du soleil.
La production d'énergie (2):
Sous l'effet des rayons solaires
(photons), le silicium crée de
l'énergie (électrons) sous forme de
courant continu.
La transformation du courant
(3): Un onduleur transforme ce
courant en courant alternatif.
L'utilisation de l'électricité
(4): L'électricité est consommée par
les appareils et/ou stockée dans des
batteries.
Onduleur
(courant AC/DC)
Appareils et/ou
réseaux
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DR6-2
Document n°2: L'inclinaison par rapport aux rayons solaires
Pour obtenir un rendement optimal, les
panneaux solaires doivent être placés
perpendiculairement aux rayons du soleil. Pour
améliorer le rendement, il faut tenir compte:
- de l'angle d'incidence des rayons du soleil.
- du lieu d'habitation.
- de l'orientation de la maison.
- de l'environnement de l'habitation.
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Document n°3: Le principe de fonctionnement des panneaux solaires pour la production d'eau
chaude
Les capteurs solaires sont composés:
- d'un absorbeur réunissant une plaque noire en cuivre qui captent la chaleur du soleil et un
réseau de canalisation en cuivre qui transmet la chaleur au liquide caloporteur.
- d'une plaque de verre qui assure un effet de serre et protège l'ensemble.
Le fluide réchauffé (1) est acheminé (2,3) vers un ballon d'eau chaude solaire (5) à l'aide
d'un circulateur. Il transmet ensuite sa chaleur à l'eau sanitaire. En cas de besoin, une chaudière
d'appoint (12) permet également de chauffer l'eau.
Une régulation, commandée par deux sondes de température (9, 10), enclenche ou arrête
la pompe.
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Document n°4: La chaîne d'énergie.
La chaleur provenant du circuit primaire est transmise au circuit secondaire dans le ballon
solaire. Un circuit d'appoint fournit l'énergie lors des journées sans soleil.
Circuit
secondaire
Circuit primaire
Energie calorifique
Plaque
noire
Canalisation
Panneau solaire thermique
Circuit d'appoint
Échangeur
thermique
Ballon solaire
Échangeur
d'appoint
Eau
chaude