Diapositive 1

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Bonjour à tous. Lun des groupes de
loption MPI du lycée Augustin Thierry de Blois
va vous présenter leur projet scientifique.
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Les capteurs solaires
I) Les capteurs photovoltaïques
II) Les capteurs thermiques
1/ Qu'est-ce qu'une cellule photovoltaïque?
Problématique
A. Fonctionnement
1/ Présentation
B. Exemple de capteur solaire
2/ Mode de fonctionnement
3/ Expérience le four solaire
2/ Expériences
4/ Utilisation
Problématique
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I) Les capteurs photovoltaïques
1/ Qu'est-ce qu'une cellule photovoltaïque
A. Fonctionnement
Une cellule photovoltaique est un capteur qui
transforme l'énergie lumineuse en énergie
électrique. Cette énergie dépend de la surface de
la cellule, de l'inclinaison des rayons lumineux
et de l'éclairement reçu.
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B. Exemple de capteur solaire
27 cm
44 cm
0,73 KG
La photo ci-contre représente un petit panneau
qui peut fourmir une puissance de 10 watts. La
surface de tous les capteurs est de 740cm². Les
36 cellules sont toutes en série ce qui fait une
tension aux bornes du panneau légèrement
supérieure à 20 volts.
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Problématique
Est-ce que l'énergie fournie varie selon la
longueur d'onde de la lumière envoyée?
Principe Nous allons essayer de remarquer des
changements, de tensions, dans le circuit, quand
on place un filtre de couleur entre la source
lumineuse et la cellule photovoltaïque.
Compte rendu de l'expérience Tableau des valeurs
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2/ Expériences
Est-ce qu'un filtre laisse passer les
infrarouges? Nous avons
donc fait des courbes grâce aux quelles nous
avons remarqué que chacun des filtres laisse
passer les infrarouges et que plus le filtre a
une longueur d'onde importante, moins il absorbe
les infrarouges.
Un spectrophotomètre est un dispositif qui permet
de mesurer la quantité de lumière absorbée pour
un rayonnement de l'ongueur d'onde donnée (c'est
à dire de couleur différente). En faisant varier
la longueur d'onde, on a tracé la courbe
d'absorption d'un filtre rouge et bleu .
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Conclusion Nous remarquons que plus la
longueur d'onde est élevée, plus la tension aux
bornes de la cellule est importante. Pour
conclure, et prouver que ce sont bien les
infrarouges qui permettent à la cellule de
fonctionner, nous avons assemblé deux filtres
une fois réuni, ils ne doivent laisser passer que
les infrarouges. Mais cette expérience n'a pas
très bien fonctionné puisque ils stoppaient aussi
plus d'infrarouges qu'un seul filtre, donc la
tension produite par la cellule était moins
grande que celle du bleue ou d'une autre couleur.
Voici les courbes de l'absordance des filtres
bleu, rouge vert et infrarouge suivant la
longueur d'onde envoyée,
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II) Les capteurs thermiques
Problématique
A quelles fins peut-on utiliser les capteurs
solaires thermiques ?
1/ Présentation
Tout capteur solaire dit thermique
fonctionne, comme son nom l'indique, grâce à la
chaleur. Cette chaleur est apportée par le
rayonnement infrarouge du soleil, qui a la
particularité de faire monter la température. Il
s'agit donc de récupérer cette chaleur et de la
rendre utilisable pour les besoins humains.
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II) Les capteurs thermiques
Problématique
A quelles fins peut-on utiliser les capteurs
solaires thermiques ?
2/ Mode de fonctionnement
Les capteurs solaires thermiques peuvent
fonctionner de différentes façons soit ils
concentrent le rayonnement solaire directement
sur le point voulu, qui peut alors atteindre de
très hautes températures, soit on concentre la
chaleur sur un fluide caloporteur, qui peut alors
diffuser sa chaleur dans un autre lieu, et ainsi
le réchauffer.
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Problématique
A quelles fins peut on utiliser les capteurs
solaires thermiques ?
3/ 1. Expérience le four solaire
Nous avons d'abord tenté de fabriquer un four à
entonnoir, constitué d'une plaque de carton
recouverte de papier d'aluminium. La fabrication,
bien qu'ayant été ralentie par les manques de
moyens en matière d'adhésif, fut une réussite,
mais les résultats obtenus ne furent pas à la
hauteur de nos espérances.
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Problématique
A quelles fins peut on utiliser les capteurs
solaires thermiques ?
3/ 2. Expérience le four solaire
En mettant une sonde thermique, et en éclairant
notre four avec des lampes halogènes qui simulent
le soleil, on constate bien une hausse de
température, mais celle-ci n'est pas assez rapide
et importante pour cuire quelquechose.
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Conclusion Si nous n'avons pas constaté une
hausse significative de la température, c'est
sûrement parce que les rayons solaires n'étaient
pas concentrés en un seul point. Il aurait donc
fallu calculer avec plus de précision l'endroit
où ils étaient réfléchis, pour que ceux-ci se
concentrent sur le récipient. On modifie donc le
four, en fabricant plusieurs panneaux
indépendants, plus faciles à orienter qu'un
entonnoir d'une seule pièce. Espérons que la
réussite sera au rendez-vous...
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Problématique
A quelles fins peut on utiliser les capteurs
solaires thermiques ?
4/ 1. Utilisation
Les utilisations des capteurs thermiques sont
multiples. En chauffant directement un point
préci à l'aide de miroirs, on peut obtenir des
températures suffisantes pour pouvoir cuire des
aliments, comme (théoriquement) dans notre four
solaire.
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II) Les capteurs thermiques
Problématique
A quelles fins peut on utiliser les capteurs
solaires thermiques ?
4/ 2. Utilisation
Les applications sont beaucoup plus variées si on
chauffe un fluide caloporteur il est ainsi
possible de fabriquer de la vapeur d'eau pour
pouvoir fabriquer de l'électricité à l'aide de
turbines à vapeur. La centrale de Mojave, en
Californie, fut pionnière dans ce domaine, mais
il faut disposer de beaucoup de soleil et de
beaucoup de place, c'est pourquoi cette centrale
est une des seules au monde dans ce domaine.
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II) Les capteurs thermiques
Problématique
A quelles fins peut on utiliser les capteurs
solaires thermiques ?
4/ 3. Utilisation
On peut également utiliser la chaleur captée sur
le toit d'une maison pour chauffer celle-ci, ou
pour fabriquer de l'eau chaude. Le fluide
caloporteur, placé sur le toit de la maison, se
réchauffe, et va ensuite chauffer le ballon d'eau
une fois l'installation faite, cela permet de
disposer d'eau chaude gratuitement !
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Maintenant vous en savez plus sur les capteurs
solaires...Merci et bonne fin de
journée.