Chapitres
Utilisation de l'énergie solaire
Qu'est-ce que l'énergie solaire ?
L’énergie solaire est une énergie renouvelable qui ne produit pas de dioxyde de carbone et donc ne produit pas de gaz à effet de serre. Ce sont les photons qui permettent aux panneaux solaires de fournir de l’énergie.
Qu’est-ce qu’un photon ?
Le mot « photon » provient du grec "phõs" qui signifie lumière. Il s’agit de la particule élémentaire de la lumière. Le photon n’a pas de masse et a une charge nulle. Les photons voyagent à la vitesse de la lumière.
Les filières de l'exploitation de l'énergie solaire
L’énergie solaire peut être exploitée de différentes façons :
- Pour le solaire thermique : l’énergie solaire peut servir à créer une agitation thermique au niveau des capteurs. Cette agitation thermique va servir à chauffer un fluide qui va pouvoir transporter cette chaleur comme le ferait une chaudière domestique classique en chauffant l'eau qui circule dans les radiateurs d'une maison.
- Pour le solaire thermodynamique : les capteurs solaires sont excités et génèrent une agitation thermique et donc de la chaleur. La chaleur va être transmise à un fluide thermodynamique qui va pouvoir produire une énergie mécanique et va actionner une turbine et un alternateur pour fabriquer de l’énergie électrique.
- Pour le photovoltaïque : les capteurs solaires peuvent être isolants ou conducteurs. Les photons en arrivant sur les panneaux vont exciter les électrons des matériaux, ce qui va créer de l’électricité.
L’énergie solaire peut donc être directement convertie en énergie électrique par les cellules photovoltaïques qui constituent les panneaux solaires.
Cette source d’énergie à l’avantage de pouvoir être utilisée dans des zones isolées mais présente les inconvénients de ne pas être utilisable la nuit (à moins d’être stockée dans des batteries) et d’avoir un rendement assez faible (seul quelques dizaines de % de l’énergie solaire est réellement convertie en électricité).
Utilisation de l'énergie chimique
L’énergie chimique peut être convertie en énergie électrique au sein de piles et de batteries mais ces dernières sont limitées en puissance et en durée d’utilisation.
Comment fonctionne une pile ?
Une pile est un dispositif électrochimique qui permet de convertir l’énergie chimique en énergie électrique grâce à des réactions d’oxydoréduction. Observons le fonctionnement d’une pile classique, la pile de Daniell. La pile est composée de deux électrodes de nature différente le zinc et le cuivre, plongées dans un électrolyte. Quand la pile fonctionne, la masse d’une des électrodes diminue alors que l’autre augmente. Le pôle positif, appelée l'anode, est constitué d’une électrode de cuivre. C’est le siège de la réduction. Les ions cuivre captent les électrons et transforment le cuivre en cuivre métal selon l équation suivante : 
Au pole négatif, c'est-à-dire à cathode, l’électrode est constituée de zinc. C’est le siège de l’oxydation. Les électrons quittent l’électrode zinc et l’électrode libère des ions Zn2+ dans la solution selon l’équation : 
Dans le courant électrique, les électrons se déplacent de la borne négative (cathode) vers la borne positive (anode). Une pile fonctionne donc grâce à une anode ou pole positif qui libère des électrons en subissant une réduction et une cathode qui est le pôle négatif qui subit une oxydation et qui reçoit les électrons ainsi qu’un électrolyte qui permet aux électrons de voyager entre les deux pôles.. A retenir : l’espèce qui cède des électrons est un réducteur et l’espèce qui capte des électrons est un oxydant.
Quels sont les différents types de pile existant ?
Le tableau ci-après regroupe quelques types de pile que l’on peut trouver dans le commerce :
| Pile saline | Délivre une tension de 1.5 V |
|---|---|
| Pile alcaline | Délivre une tension de 1.5 V |
| Pile au lithium | Délivre une tension de 1.2 V à 3.5 V |
Utilisation d'énergie éolienne
L'utilisation de l'énergie éolienne, c'est-à-dire la transformation de l'énergie cinétique du vent en énergie mécanique, est une technologie vieille de plus de 1000 ans. Les moulins à vents servaient à moudre les céréales ou à l'irrigation.
L'industrialisation et l'arrivée de l'électricité dans les campagnes ont mis un terme à l'utilisation de cette énergie au XXème siècle en la rendant caduque.
Et pourtant, c'est le besoin de produire de l'électricité grâce à une source renouvelable qui est à l'origine du retour en force de l'énergie éolienne aujourd'hui.
Le parc éolien français produit environ 4% de l'électricité totale du pays.
Utilisation de l'énergie nucléaire
L'énergie nucléaire permet de fabriquer de l'électricité grâce au phénomène de fission atomique.
Qu'est ce que la fission atomique ?
La fission est un phénomène par lequel un noyau lourd instable comme celui de l'uranium va se scinder en noyaux plus légers et des particules élémentaires. Quand ce phénomène se produit, cela dégage de la chaleur (et donc de l'énergie). On utilise l'uranium 235 qui est un élément naturellement fissile. La fission est un phénomène qui peut dégager énormément d'énergie : 1 gramme d'uranium 235 libère autant d'énergie que la combustion plusieurs tonnes de charbon !
Comment fonctionne une centrale nucléaire?
Les centrales nucléaires sont généralement installées près de grands fleuves ou des cours d'eau à grand débit. Les bâtiments d'une centrale nucléaire abritent des chaudières dans lesquelles se trouve un réacteur nucléaire (contenant des barres d'uranium 235). Dans ces bâtiments se trouvent aussi des turbines et des alternateurs (comme dans une centrale électrique classique). Les centrales nucléaires sont également pourvues d'échangeurs de chaleur qui permettent de refroidir l'eau qui va être rejetée dans le fleuve. Les réacteurs fonctionnent avec un triple circuit. La chaleur produite par la fission atomique fait augmenter la température de l'eau a 320°C.
- L'eau est alors maintenue sous pression pour l'empêcher de bouillir, c'est le premier circuit.
- Le deuxième circuit agit sur les turbines. Enfin, le troisième permet le refroidissement à l'aide de l'eau du fleuve.
Les alternateurs
Pour produire de l’électricité à grande échelle, comme dans les centrales électriques, on utilise des alternateurs composés de bobines statiques qui produisent de l’énergie électrique lorsqu’elles sont exposées aux champs magnétiques générés par des électroaimants en rotation aussi appelés rotors. Les alternateurs convertissent donc l’énergie mécanique fournie à leur rotor en énergie électrique.
Le saviez-vous ? Plus de 95% de l’énergie électrique est fournie par des alternateurs. Les alternateurs sont constitués de deux parties : une partie fixe appelée stator et une partie mobile appelée rotor.
Bon à savoir, les voitures disposent toutes d'un alternateur permettant de recharger la batterie nécessaire au démarrage et à l'utilisation de tous les dispositifs électriques du véhicule. L'alternateur est alimenté directement par le moteur ce qui permet de recharger la batterie en roulant. Sans ce dispositif, quelques démarrages suffiraient à vider entièrement la batterie.
Utilisation d'alternateurs dans une centrale électrique
Dans une centrale électrique on cherche donc à transmettre de l’énergie mécanique aux alternateurs. 
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Bonjour
Je dois faire un exposé sur la production d’électricité est ceux que vs pourriez m’aider
Bonjour, nous ne faisons pas les devoirs des élèves mais n’hésitez pas à prendre un cours avec un de nos professeurs si vous désirez de l’aide personnalisée 🙂
J’ai besoin de toutes les informations possibles sur: la production de l’énergie électrique ; (comme projet de fin d’études)
merci