How do solar panels work? - Richard Komp

Traducteur: gilles damianthe Relecteur: eric vautier

The Earth intercepts a lot of solar power:

La Terre reçoit beaucoup d'énergie solaire :

173 thousand terawatts.

173 000 térawatts.

That's ten thousand times more power than the planet's population uses.

C'est dix mille fois plus que ce que la population planétaire utilise.

So is it possible that one day

Donc est-il possible qu'un jour

the world could be completely reliant on solar energy?

le monde dépende complètement de l'énergie solaire ?

To answer that question,

Pour répondre à cette question,

we first need to examine how solar panels convert solar energy to electrical energy.

nous devons d'abord examiner comment les panneaux solaires

convertissent l'énergie solaire en énergie électrique.

Solar panels are made up of smaller units called solar cells.

Les panneaux solaires sont constitués d'unités plus petites

appelées cellules solaires.

The most common solar cells are made from silicon,

Les cellules solaires les plus courantes sont constituées de silicium,

a semiconductor that is the second most abundant element on Earth.

un semi-conducteur qui est le deuxième élément le plus abondant sur Terre.

In a solar cell,

Dans une cellule solaire,

crystalline silicon is sandwiched between conductive layers.

le silicium cristallin est pris en sandwich entre des couches conductrices.

Each silicon atom is connected to its neighbors by four strong bonds,

Chaque atome de silicium est relié à ses voisins par quatre liaisons fortes,

which keep the electrons in place so no current can flow.

ce qui maintient les électrons en place, donc le courant ne peut pas circuler.

Here's the key:

Voici la clé :

a silicon solar cell uses two different layers of silicon.

une cellule solaire de silicium utilise deux couches différentes de silicium.

An n-type silicon has extra electrons,

Le silicium de type N a des électrons supplémentaires

and p-type silicon has extra spaces for electrons, called holes.

et le silicium de type P

a des espaces supplémentaires pour les électrons, appelé trous.

Where the two types of silicon meet,

Lorsque les deux types de silicium se rencontrent,

electrons can wander across the p/n junction,

les électrons peuvent se promener à travers la jonction P-N

leaving a positive charge on one side

laissant une charge positive d'un côté

and creating negative charge on the other.

et créant une charge négative de l'autre.

You can think of light as the flow of tiny particles

Vous pouvez penser à la lumière comme à un flux de particules minuscules

called photons,

appelées photons,

shooting out from the Sun.

projetées depuis le soleil.

When one of these photons strikes the silicon cell with enough energy,

Lorsque l'un de ces photons frappe la cellule de silicium

avec suffisamment d'énergie,

it can knock an electron from its bond, leaving a hole.

il libère un électron de son lien, laissant un trou.

The negatively charged electron and location of the positively charged hole

L'électron chargé négativement et l'emplacement du trou chargé positivement

are now free to move around.

sont maintenant libres de se déplacer.

But because of the electric field at the p/n junction,

Mais en raison du champ électrique à la jonction P-N,

they'll only go one way.

ils se déplacent seulement dans un seul sens.

The electron is drawn to the n-side,

L'électron est attiré sur le côté N,

while the hole is drawn to the p-side.

tandis que le trou est attiré sur le côté P.

The mobile electrons are collected by thin metal fingers at the top of the cell.

Les électrons mobiles sont recueillis par un grille métallique mince

dans la partie supérieure de la cellule.

From there, they flow through an external circuit,

A partir de là, ils circulent dans un circuit externe

doing electrical work,

pour accomplir une tâche,

like powering a lightbulb,

comme alimenter une ampoule,

before returning through the conductive aluminum sheet on the back.

avant de repartir par le biais d'une feuille conductrice l'aluminium.

Each silicon cell only puts out half a volt,

Chaque cellule de silicium provoque une tension de 0,5 V seulement,

mais on peut les associer en modules, pour obtenir plus de puissance.

but you can string them together in modules to get more power.

Twelve photovoltaic cells are enough to charge a cellphone,

Douze cellules photovoltaïques suffisent pour charger un téléphone portable,

while it takes many modules to power an entire house.

tandis qu'il faut de nombreux modules pour alimenter toute une maison.

Les électrons sont les seuls éléments mobiles dans une cellule solaire,

Electrons are the only moving parts in a solar cell,

and they all go back where they came from.

et ils retournent tous d'où ils viennent.

There's nothing to get worn out or used up,

Il n'y a rien qui s'use, ou qui s'épuise,

so solar cells can last for decades.

ainsi, les cellules solaires peuvent durer des décennies.

So what's stopping us from being completely reliant on solar power?

Alors pourquoi ne pas basculer complètement vers l'énergie solaire ?

There are political factors at play,

Il y a des facteurs politiques qui entrent en jeu,

not to mention businesses that lobby to maintain the status quo.

sans parler des entreprises qui font du lobbying de maintenir le statu quo.

But for now, let's focus on the physical and logistical challenges,

Mais pour l'instant, concentrons-nous

sur l'aspect technique et les défis logistiques,

et le plus évident

and the most obvious of those

is that solar energy is unevenly distributed across the planet.

est que l'énergie solaire est inégalement répartie sur la planète.

Some areas are sunnier than others.

Certaines zones sont plus ensoleillées que d'autres.

It's also inconsistent.

Cette énergie est également irrégulière.

Less solar energy is available on cloudy days or at night.

L'énergie solaire est moins disponible les jours nuageux ou la nuit.

So a total reliance would require

Aussi, une dépendance exclusive nécessiterait

efficient ways to get electricity from sunny spots to cloudy ones,

des moyens efficaces de passer de l'électricité

d'endroits ensoleillés à des endroits nuageux,

and effective storage of energy.

et un stockage efficace de l'énergie.

L'efficacité de la cellule elle-même est aussi un défi.

The efficiency of the cell itself is a challenge, too.

If sunlight is reflected instead of absorbed,

Si la lumière du soleil est réfléchie au lieu d'être absorbée,

or if dislodged electrons fall back into a hole before going through the circuit,

ou si des électrons déchargés tombent dans un trou au lieu de passer par le circuit,

that photon's energy is lost.

l'énergie de ce photon est perdue.

The most efficient solar cell yet

La cellule solaire la plus efficace pour l'instant

still only converts 46% of the available sunlight to electricity,

ne convertit que 46% de la lumière du soleil disponible en électricité,

and most commercial systems are currently 15-20% efficient.

et la plupart des systèmes commercialisés ont un rendement de 15-20%.

In spite of these limitations,

En dépit de ces limitations,

it actually would be possible

il serait effectivement possible

to power the entire world with today's solar technology.

d'alimenter le monde entier avec la technologie solaire d'aujourd'hui.

We'd need the funding to build the infrastructure

Il faudrait un financement pour construire l'infrastructure

and a good deal of space.

et beaucoup d'espace.

Estimates range from tens to hundreds of thousands of square miles,

Les estimations vont de quelques dizaines à des centaines de milliers de km²,

which seems like a lot,

ce qui peut paraître beaucoup,

but the Sahara Desert alone is over 3 million square miles in area.

mais le désert du Sahara possède, à lui seul,

une surface de plus de 9 millions de km2.

Pendant ce temps, les cellules solaires s'améliorent, leur coût baisse

Meanwhile, solar cells are getting better, cheaper,

and are competing with electricity from the grid.

et concurrencent le réseau électrique traditionnel.

And innovations, like floating solar farms, may change the landscape entirely.

Et des innovations, comme des fermes solaires flottantes,

peuvent entièrement redéfinir le paysage.

Thought experiments aside,

Ces expérimentations mises de coté,

there's the fact that over a billion people

c'est un fait que plus d'un milliard de personnes

don't have access to a reliable electric grid,

n'ont pas accès à un réseau électrique fiable,

especially in developing countries,

en particulier dans les pays en développement,

many of which are sunny.

dont beaucoup sont ensoleillés.

So in places like that,

Ainsi, dans des endroits comme ça,

solar energy is already much cheaper and safer than available alternatives,

l'énergie solaire est déjà beaucoup moins chère et plus sûre

que les alternatives disponibles, comme le kérosène.

like kerosene.

For say, Finland or Seattle, though,

Cela dit, en Finlande ou à Seattle,

effective solar energy may still be a little way off.

l'énergie solaire efficace n'est cependant pas pour tout de suite.