Sujet Sciences de l'Ingénieur — Terminale — Métropole — Bac 2008

PRESENTATION DE L’ETUDE : A - ENERGIE PHOTOVOLTAÏQUE Face à l’épuisement programmé des énergies fossiles et à leur impact négatif sur l’environnement, les énergies renouvelables s’imposent comme la solution d’avenir pour satisfaire de façon durable les besoins énergétiques mondiaux. Moins aléatoire et plus facile à capter que l’énergie éolienne, l’énergie solaire est une source d’énergie 100% propre et disponible de façon équitable en tout point de la planète. Deux grandes filières permettent d’exploiter l’énergie solaire : le solaire thermique et le solaire photovoltaïque. Dans le secteur du solaire photovoltaïque Figure 1 (en croissance mondiale annuelle de + 30%) l’énergie solaire est transformée en énergie électrique (fig. 1). Les panneaux photovoltaïques assurent une production décentralisée pour alimenter des matériels portatifs ou satisfaire des besoins Energie CONVERTIR Energie locaux en des lieux isolés, mais ils participent solaire électrique RENDEMENT:15% aussi à la politique énergétique globale grâce à Panneau solaire leur connexion aux réseaux de distribution photovoltaïque d’électricité. En France, l’installation d’équipements photovoltaïques permet aux particuliers comme aux entreprises d’accéder à l’autonomie énergétique en investissant à long terme dans des matériels fiables et sans entretien, tout en bénéficiant d’aides financières et d’un contrat de rachat par EDF de l’énergie produite. Le photovoltaïque commence à faire sa place au soleil. B - INTERET DES SUIVEURS Figure 2 Lorsqu’un panneau photovoltaïque est fixe par rapport au sol et orienté vers le sud C o ( r i e m n p d l e a m nt e a n ti t o n é ner e g n é tiq h u é e m n is ’e p s h t è r p e a s n co o n rd s ) t , a nt s a o u n L e v er u c h e r cours de la journée : en début et en fin de Rayonnement journée, le mauvais angle d’éclairement du panneau diminue le rendement de la production i électrique (fig. 2). Panneau fixe Lorsqu’un système suiveur oriente le i : angle panneau solaire en le faisant pivoter en d'incidence direction du soleil et en maintenant en Panneau suiveur permanence un angle d’incidence des rayons C er o u « i » idéal, voisin de 90°, la production e v c h électrique par m2 de panneau atteint alors son L Rayonnement e r maximum (fig. 2). 90° Le diagramme comparatif de production électrique