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Électrons

Très, très, petite chose chargée négativement et qui traîne à la périphérie des atomes. Le courant continu est un flux d'électrons dans une direction à travers un conducteur. Le courant alternatif est un mouvement rapide de va-et-vient des électrons dans un conducteur. Les électrons sont attirés par les protons chargés positivement et vice versa.‍

Qu'est-ce qu'un électron ?

Un électron est une particule extrêmement petite qui porte une charge négative. Il se déplace autour du noyau d’un atome, où résident les protons (chargés positivement) et les neutrons (neutres). Bien que minuscule, l'électron est l'un des principaux acteurs de l’électricité.
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Dans un système électrique, les électrons se déplacent à travers un conducteur (comme un fil de cuivre) pour créer ce que nous appelons le courant électrique. En fonction de la nature du courant, leur comportement diffère :

  • ‍En courant continu (DC), les électrons circulent dans une seule direction.
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  • En courant alternatif (AC), ils oscillent rapidement d’avant en arrière.
    Dans les systèmes solaires photovoltaïques, les électrons libérés par la lumière du soleil sont capturés et dirigés dans un circuit électrique pour produire de l’électricité en courant continu. L'onduleur transforme ensuite ce courant continu en courant alternatif, pour qu'il puisse être utilisé dans nos maisons.

Le rôle des électrons dans l'énergie solaire

Les électrons sont essentiels au fonctionnement des panneaux solaires. Lorsque les panneaux solaires sont exposés à la lumière du soleil, les photons (particules de lumière) frappent le matériau semi-conducteur des cellules photovoltaïques. Ce processus libère des électrons, un phénomène appelé effet photovoltaïque. Voici ce qui se passe :
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  1. Les photons excités par la lumière solaire arrachent des électrons aux atomes de la cellule solaire.
  2. Ces électrons libres sont capturés dans un champ électrique créé par la cellule solaire, qui les force à se déplacer dans une direction spécifique, générant ainsi un courant électrique.
  3. Ce flux d’électrons est ensuite acheminé à travers un circuit externe, produisant de l’électricité pour les appareils électroménagers ou stockée dans une batterie.

C'est ce mouvement des électrons qui permet aux systèmes solaires de transformer l’énergie solaire en énergie électrique, que vous pouvez utiliser chez vous.

Électrons et conversion énergétique

Dans un panneau solaire, le matériau semi-conducteur, souvent du silicium, joue un rôle crucial. Le silicium est un atome qui possède quatre électrons sur sa couche externe, et il est capable de libérer des électrons lorsqu'il est exposé à la lumière. Ce processus de conversion de la lumière en électricité se base sur le mouvement des électrons.
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L'électricité générée est en courant continu (DC), car les électrons se déplacent dans une direction constante. Mais pour alimenter la plupart des appareils domestiques, il faut du courant alternatif (AC). C'est là qu'intervient un dispositif appelé onduleur, qui convertit ce courant continu en courant alternatif, permettant aux électrons de changer de direction très rapidement (50 ou 60 fois par seconde).

Protons, électrons et énergie solaire : une danse électrique

Les électrons sont attirés par les protons, qui sont positivement chargés. Dans les systèmes solaires, ce jeu d’attraction entre électrons et protons est exploité pour produire un courant stable. Le silicium dans les cellules solaires est dopé avec des matériaux comme le phosphore et le bore pour créer une séparation des charges, ce qui favorise le mouvement des électrons libérés vers un conducteur externe.
Ainsi, lorsque vous installez des panneaux solaires sur votre toit, vous mettez en place un système où les électrons jouent le rôle principal. Leur mouvement est ce qui permet de transformer l’énergie naturelle et renouvelable du soleil en électricité propre.

FAQ - Électrons

Un électron est une particule subatomique de charge négative, présente dans tous les atomes. Dans le domaine de l’électricité, ce sont les électrons en mouvement qui constituent le courant électrique. Lorsqu’une tension est appliquée dans un circuit, les électrons se déplacent d’un atome à un autre, générant ainsi de l’électricité. Leur comportement est au cœur du fonctionnement de tous les systèmes électriques, des panneaux solaires aux appareils du quotidien.

Dans un panneau photovoltaïque, la lumière du soleil (les photons) frappe une cellule composée principalement de silicium. Cette énergie libère les électrons contenus dans les atomes de la cellule, les mettant en mouvement. Ce déplacement d’électrons crée un courant électrique continu. C’est le principe de base de l’effet photovoltaïque, qui permet de convertir l’énergie solaire en électricité propre et renouvelable.

Un électron lié est attaché à un atome et ne peut pas se déplacer librement. En revanche, un électron libre peut se déplacer d’un atome à un autre, ce qui est essentiel pour conduire l’électricité. Les bons conducteurs électriques comme le cuivre possèdent de nombreux électrons libres, contrairement aux isolants comme le plastique. La capacité d’un matériau à laisser circuler ces électrons détermine sa conductivité électrique.