Réflexions sur les panneaux solaires

J’en reviens à mon affaire de voiture électrique alimentée par des panneaux photovoltaïques (post du 30 septembre). Supposons une voiture à essence avec laquelle je roule en moyenne 5000 km par an en consommant 9 litres tous les 100 kilomètres en moyenne également. Je dépense donc 450 litres d’essence par an. J’approxime le pouvoir énergétique de ces 450 l à celui de leur équivalent pétrole : 450 l représente 450/159 = 2,8 barils, soit 16597132075 Joules. Avec un rendement de 40 %, je ne récupère que 6638852830 Joules mécaniques.
Je remplace ma voiture à essence par un modèle électrique de même puissance mécanique et un rendement énergétique de 98 %. Il me faudra lui fournir 6774339623 Joules d’électricité pour en tirer un service équivalent à celui de mon modèle à essence.

(Supposons que) J’installe 10 m² de panneaux photovoltaïques pour charger ma batterie (et que j’en ai une de rechange). Ces 10 m² de panneaux me donnent 100W/m² soit 1kW pour l’ensemble et ceci pendant 6 heures par jour en moyenne. 6 heures font 21600 s et 1000W pendant 21600 s font 21600000 Joules par jour. Mon installation ne me donnera pas plus. Il me faut donc 6774339623/2160000 = 314 jours de charge pour satisfaire ma demande annuelle d’énergie avec ces données de base. Je devrai donc passer 85 % de mon temps (314/365) à charger une batterie. En se rappelant que 1 kWh = 1000W pendant 3600 s = 3600000 Joules, 6774339623 Joules équivalent à 6774339623/36000000 = 1882 kWh (pour un an). A 0,12€ le prix du kWh TTC, cela fait 225€ par an. Pas sûr que ça vaille le coup de s’ennuyer avec des panneaux solaires. S’il faut plus de temps pour charger que pour décharger la batterie en roulant, le mode d’emploi devient problématique. Une charge rapide est souhaitable.

Ce calcul présente un certain nombre d’approximations, mais, à la louche, il donne une bonne idée des grandeurs auxquelles il faut s’attendre. Et si on prend en compte le rendement médiocre des batteries, ça ne va pas améliorer les choses.

2) Mesures réalisées sur un petit panneau solaire de dimensions 10 cm x 6,5 cm = 65 cm², acheté chez Aliexpress et donné pour 5V, 1,5 Wmaxi. 1,5W maxi ? (230W/m² ?) je n’y crois pas trop. Je l’éclaire sous 110000 lux (bon soleil d’octobre en début d’après midi). Il me donne 70 mA sous un peu moins de 5 V en court-circuit sur le milliampèremètre, soit 0,35W… ce qui fait 55W/m². Pas terrible. Il faudrait déterminer avec précision sa résistance interne r (7-10 Ω à la louche) et le faire débiter sur une charge identique pour maximiser la puissance fournie mais ça ne va pas changer grand chose. L’intensité du courant est proportionnelle à l’éclairement et la force électromotrice … euh … je ne me souviens plus. Il  faut une fréquence lumineuse minimale pour éjecter les électrons de l’atome de silicium et créer un courant (il y a un seuil).

3) Où il est expliqué que l’Énergie Solaire est celle qui génère le plus de déchets (à puissance donnée égale) … article : 'Why Clean Energy is in Crisis' trouvé sur le site Environmental Progress. Intéressant tableau ‘Material Throughput by Type of Energy Source’. Cité comme Table 10 du rapport ‘Quadriennal Technology Review : An Assessment of Energy Technologies And Research Opportunities’. Sept. 2015. pdf 505 pages (!) US Department of Energy. Mais il ne s'y trouve pas (il n’y a pas de Table 10). La référence est erronée. En fait Environmental Progress est manifestement pro-nucléaire. Ceci explique cela. Le rapport de l'administration américaine cité ici est cependant une mine de renseignements.