Energie et ressources énergétiques
Introduction
Lois fondamentales
Eléments
Outils
Signaux variables
Régime sinusoïdal
Analyse en fréquence
Analyse transitoire
Electronique numérique
Dans le contexte des systèmes électriques et électroniques, l’énergie peut remplir deux fonctions distinctes :
Ces diverses formes d’énergie interagissent entre-elles de la façon illustrée ci-dessous
• Effectuer un certain travail (au sens de la mécanique) comme actionner un moteur ou émettre un signal lumineux
• Effectuer un traitement de l’information
On appelle énergie primaire une forme d’énergie présente sous forme naturelle sur la Terre. On peut classer ces diverses formes de l’énergie de la façon suivante :
• Energie mécanique
• Energie thermique
• Energie chimique
• Energie lumineuse
Ces diverses formes d’énergie interagissent entre-elles de la façon illustrée ci-dessous
L’énergie électrique est une forme d’énergie de type secondaire (par opposition au type primaire défini ci-dessus). La figure ci-dessous illustre les diverses interactions entre la forme électrique de l’énergie et les formes primaires de l’énergie
Ordres de grandeurs
Soleil-Terre
L’énergie solaire est de l’ordre de 1kW/m2 (en cas d’ensoleillement maximal). Cette valeur dépend de la latitude et de l’altitude.
Sources d’énergie terrestres
Sur Terre, les sources d’énergie (renouvelables) disponibles sont les suivantes. Le tableau indique également une valeur estimée du potentiel énergétique en GW/an.
Soleil-Terre
• La Terre reçoit de la part du Soleil environ 180'000'000 GWEnergie solaire
• 1/3 est réfléchi par l’atmosphère terrestre
• 1/1000 des 2/3 restants sont utilisés par les plantes lors de la photosynthèse
• 2/3 de l’énergie sont renvoyés dans l’Univers en créant au passage les phénomènes météorologiques
L’énergie solaire est de l’ordre de 1kW/m2 (en cas d’ensoleillement maximal). Cette valeur dépend de la latitude et de l’altitude.
• La conversion thermique présente un rendement de l’ordre de 40 à 70 %
• La conversion photovoltaïque présente un rendement théorique pour le silicium de 40%
• En pratique, la conversion photovoltaïque présente un rendement compris entre 5 à 20 % (cette valeur dépend de la technologie employée)
Sources d’énergie terrestres
Sur Terre, les sources d’énergie (renouvelables) disponibles sont les suivantes. Le tableau indique également une valeur estimée du potentiel énergétique en GW/an.
Agents énergétiques
Les différents types de conversion entre les diverses formes d’énergie ne présentent pas toutes le même rendement énergétique. Le tableau ci-dessous donne un ordre de grandeur pour les principaux agents énergétiques ainsi que pour quelques éléments de stockage de l’électricité (accumulateurs).
Les différents types de conversion entre les diverses formes d’énergie ne présentent pas toutes le même rendement énergétique. Le tableau ci-dessous donne un ordre de grandeur pour les principaux agents énergétiques ainsi que pour quelques éléments de stockage de l’électricité (accumulateurs).
Note : pour des raisons pratiques (évaluation des ordres de grandeurs électriques facilités) l’énergie par unité de masse est indiquée ici en Wh/kg et non pas en J/kg.
Energie électrique
Sources d’énergie électrique
L’énergie électrique peut être générée en utilisant les transformations suivantes (liste non exhaustive) :
Dans les systèmes électroniques, l’énergie électrique peut être stockée sous la forme :
Energie électrique
Sources d’énergie électrique
L’énergie électrique peut être générée en utilisant les transformations suivantes (liste non exhaustive) :
• Electromécanique
• Piézoélectrique
• Thermoélectrique
• Photovoltaïque
• Chimique
Stockage de l’énergie électrique
Dans les systèmes électroniques, l’énergie électrique peut être stockée sous la forme :
• Electrique
• Mécanique
• Chimique
Les modes de stockage électrique (condensateurs) et chimique (accumulateurs) sont de loin les plus courants.
