• Fonctionnement d'un capteur photovoltaïque
• Répartition variable de la puissance solaire

Plus les rayons arrivent perpendiculairement sur une sur- face, plus ils sont concentrés. C'est pour cela que l'on pré- conise, en France, d'incliner les panneaux d'environ 35° par rapport au sol.

La trajectoire apparente du Soleil à Nantes est représentée ci-dessous. Elle montre l'angle h entre les rayons solaires et le sol au cours d'une journée et ce pour différents moments de l'année. Par exemple, le 21 avril, les rayons solaires font un angle d'environ 55° avec le sol au moment où le Soleil est au plus haut dans le ciel.

Du fait de sa sphéricité, la Terre ne reçoit pas la même puis- sance solaire surfacique à chaque endroit. Entre le nord et le sud de la France, cette grandeur varie notablement.

1. Doc. 1 En utilisant Géoportail, mesurer la surface disponible S_toit pour la pose de panneaux photovoltaïques sur le toit du gymnase.

2. Doc. 2 Déterminer graphiquement l'angle h entre les rayons solaires et le sol pendant la période estivale lorsque le Soleil est au plus haut dans le ciel.

3. Doc. 5 Justifier à l'aide du schéma que l'inclinaison des panneaux avec le sol doit correspondre à i = 90° - h. En déduire l'inclinaison i_été qu'il faudrait donner aux panneaux à ce moment de l'année. Mêmes questions pour la période hivernale.

4. Doc. 3 Proposer une explication au fait que l'on préconise une inclinaison de i= 35° pour les panneaux en France.

5. Doc. 5 Déduire de l'inclinaison i, la surface S de panneaux photovoltaïques que l'on peut poser.

6. Doc. 3 Relever la puissance solaire surfacique Ps reçue à Nantes. En déduire l'énergie solaire E_solaire reçue chaque année par le toit du gymnase du lycée.

7. Doc. 4 et Doc. 5 Comparer les deux technologies en déterminant dans chaque cas l'électricité produite par an, les économies annuelles réalisées, le coût de l'installation et la durée nécessaire pour l'amortissement.

8. Évaluer la superficie de panneaux photovoltaïques théoriques qu'il faudrait installer pour produire toute l'énergie consommée par le lycée chaque année.