L'Institut Fraunhofer de recherche sur les systèmes énergétiques solaires de Fribourg (ISE) vient d'annoncer avoir développé un onduleur innovant capable d'atteindre un rendement record de 98,5% [1]. A l'origine de ce record : le recours inédit, dans la fabrication de l'onduleur, à des composants en carbure de silicium (SiC). Par rapport aux composants classiques à base de silicium (Si), les nouveaux composants en SiC permettent une commutation plus rapide et une réduction de la puissance dissipée de 30% à 50%.
"Grâce aux bonnes relations que nous entretenons avec le fabricant américain de composants CREE, nous sommes les seuls qui disposent déjà de transistors fabriqués à partir du nouveau matériau. Nous avons caractérisé ces transistors et les avons intégré dans des onduleurs existants. En adaptant ultérieurement l'appareil au nouveau matériau, il est probable que l'on puisse obtenir un rendement encore supérieur.", explique le Dr. Bruno Burger, directeur de l'équipe travaillant sur l'électronique de puissance au sein de l'ISE.
Le rendement de 98,5% a été atteint, pour une puissance nominale de 5 kW, avec un onduleur monophasé d'une topologie particulière, baptisée HERIC, que l'Institut vient de breveter. Le record n'a pas été établi qu'en termes de rendement maximal, mais aussi selon le critère du "rendement européen", rendement moyen standard pour différentes puissances. En effet, la valeur maximale du rendement n'est pas la seule caractéristique importante de l'onduleur : si possible, le rendement doit rester élevé sur une large plage de puissance.
L'Institut compte vendre des licences de cette réalisation, mais elle est pour l'instant limitée par la disponibilité du transistor SiC. Les diodes électroluminescentes (DEL) blanches, qui révolutionnent actuellement les techniques d'éclairage, constituent le principal domaine d'utilisation du SiC. Les diodes en SiC sont disponibles depuis déjà un moment, contrairement aux transistors MOSFETs (Metal Oxide Semiconductor Field Effect).
[1] Le rôle des onduleurs est de convertir le courant continu produit par une installation photovoltaïque en courant alternatif afin de pouvoir l'injecter sur le réseau électrique. Le rendement énergétique de l'installation est donc directement lié à celui de l'onduleur.
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Actualités - économie d'énergie, énergie solaire
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L'énergie selon Wikipédia
L'énergie (du grec : ενεργεια, energeia, force en action[1]) est la capacité d'un système à produire un travail entraînant un mouvement, de la lumière ou de la chaleur. C'est une grandeur physique qui caractérise l'état d'un système et qui est d'une manière globale conservée au cours des transformations. Dans le Système international d'unités, l'énergie s'exprime en joul
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Formes d’énergie
L’énergie se manifeste sous diverses formes :
- l’énergie cinétique d’une masse en mouvement ;
- l’énergie potentielle des divers types de forces s’exerçant entre systèmes ;
- l’énergie électromagnétique par exemple la lumière.
On qualifie également l’énergie selon la source d’où elle est extraite ou le moyen par lequel elle est acheminée: l’énergie nucléaire, l’énergie de masse, l’énergie solaire, l’énergie électrique, l’énergie chimique, l’énergie thermique, l’énergie éolienne... L’énergie mécanique désigne la combinaison de l’énergie cinétique et de l’énergie potentielle mécanique.
Principe de conservation de l'énergie [modifier]
L'énergie ne peut ni se créer ni se détruire mais uniquement se transformer d'une forme à une autre (principe de Mayer) ou être échangée d'un système à un autre (principe de Carnot). C'est le principe de conservation de l'énergie.
Ce principe empirique a été validé, bien après son invention, par le théorème de Noether. La loi de la conservation de l'énergie découle de l'homogénéité du temps. Elle énonce que le mouvement ne peut être créé et ne peut être annulé : il peut seulement passer d'une forme à une autre. Afin de donner une caractéristique quantitative des formes de mouvement qualitativement différentes considérées en physique, on introduit les formes d'énergie qui leur correspondent
Historique
Le mot énergie vient du bas-latin energia qui vient lui-même du grec ancien ἐνέργεια (energeia), qui signifie « force en action »[1], par opposition à δύναμις (dynamis) signifiant « force en puissance ».
L’énergie est un concept ancien. Après avoir exploité sa propre force, celle des esclaves, des animaux, l’homme a appris à exploiter les énergies contenues dans la nature (d’abord les vents, énergie éolienne et les chutes d’eau, énergie hydraulique) et capables de lui fournir une quantité croissante de travail mécanique par l’emploi de machines : machines-outils, chaudières et moteurs. L’énergie est alors fournie par un carburant (liquide ou gazeux, énergie fossile ou non).
L’expérience humaine montre que tout travail requiert de la force et produit de la chaleur ; que plus on « dépense » de force par quantité de temps, plus vite on fait un travail, et plus on s’échauffe.
Comme l’énergie est nécessaire à toute entreprise humaine, l’approvisionnement en sources d'énergie est devenu une des préoccupations majeures des sociétés humaines.
Énergétique
Dans les sociétés industrielles, l'activité humaine passe par la fourniture d'énergie électrique produite par des matières premières, principalement charbon, gaz naturel, pétrole et uranium ; on parle alors d'énergie fossile ; ces matières premières sont appelées par extension « énergies ». On parle aussi d'énergies renouvelables lorsque l'on utilise l'énergie solaire, l'énergie éolienne ; l'énergie hydraulique des barrages est la plus importante des énergies renouvelables. (Voir aussi : politique énergétique.) L'énergie est un concept essentiel en physique, qui se précise depuis le XIXe siècle.
On retrouve le concept d'énergie dans toutes les branches de la physique :
- en mécanique ;
- en thermodynamique ;
- en électromagnétisme ;
- en mécanique quantique ;
- mais aussi dans d'autres disciplines, en particulier en chimie.
Des onduleurs haute performance en carbure de silicium pour améliorer le rendement des installations photovoltaïques
Mots-clés : efficacite energetique, electricite, photovoltaique, solaire
