Comment fonctionne un panneau solaire photovoltaïque ?
Comment fonctionne un panneau solaire photovoltaïque ?
Les panneaux solaires photovoltaïques sont de plus en plus plébiscités dans le cadre de la transition énergétique. Ils produisent de l’électricité à partir de l’énergie solaire, une ressource illimitée et gratuite.
Contrairement aux panneaux solaires thermiques, qui produisent de la chaleur pour l’eau chaude sanitaire et le chauffage, les panneaux solaires photovoltaïques permettent de produire sa propre électricité. Installer des panneaux solaires photovoltaïques sur son toit permet de réduire ses factures d’électricité tout en consommant une énergie verte.
Fonctionnement d’un panneau solaire photovoltaïque
Les panneaux solaires photovoltaïques sont constitués de cellules photovoltaïques qui convertissent la lumière du soleil en électricité. Ces cellules sont composées de deux couches de silicium dopé, l’une étant chargée positivement et l’autre négativement. Lorsque les photons de la lumière du soleil frappent la cellule, ils créent un courant électrique entre les deux couches de silicium, générant ainsi de l’électricité.
Cette électricité produite par les cellules photovoltaïques est ensuite convertie en courant alternatif par un onduleur, afin qu’elle puisse être utilisée pour alimenter les appareils électriques de la maison ou être revendue à un fournisseur d’électricité.
En somme, le fonctionnement d’un panneau solaire photovoltaïque est simple et efficace, et permet de produire de l’électricité propre et renouvelable à partir de l’énergie solaire.
Comprendre le fonctionnement d’un panneau solaire photovoltaïque est essentiel pour savoir comment cette technologie transforme l’énergie du soleil en électricité. Le module, composé de cellules photovoltaïques à base de silicium, est le principal élément d’un panneau solaire. Ces cellules convertissent la lumière du soleil en courant continu.
Les cellules photovoltaïques sont assemblées pour former le panneau solaire, un dispositif rectangulaire qui peut être installé sur un toit incliné ou plat, au sol, sur une façade, ou sur une pergola. Lorsque les photons entrent en contact avec les cellules, ils arrachent les électrons à leurs atomes, créant ainsi un champ électrique entre la face avant chargée positivement et la face arrière chargée négativement.
Cependant, pour utiliser l’énergie électrique produite par le panneau solaire, il est nécessaire de la convertir en courant alternatif à l’aide d’un onduleur solaire. Cela permet de rendre l’énergie produite utilisable pour alimenter votre maison ou votre entreprise.
L’onduleur solaire : élément indispensable d’un système photovoltaïque
L’onduleur solaire est un élément clé d’un système photovoltaïque, permettant de convertir l’énergie solaire en courant alternatif compatible avec le réseau électrique d’un logement.
Il existe plusieurs types d’onduleurs :
- L’onduleur central : un seul onduleur pilote une chaîne de panneaux solaires connectée en série ;
- L’onduleur de chaîne : un seul onduleur convertit l’énergie de plusieurs chaînes de panneaux solaires ;
- L’onduleur hybride : permet de gérer, en plus des panneaux solaires, un système de batterie de stockage de l’énergie solaire. Il est capable de déterminer le moment optimal pour utiliser l’énergie solaire produite ou celle du réseau ;
- L’onduleur avec optimiseurs de puissance : équipé d’optimiseurs de puissance, il permet d’individualiser chaque panneau de l’installation. Cette technologie MPPT (Maximum Power Point Tracking) suit la puissance maximale des modules et conditionne l’énergie produite avant de se diriger vers l’onduleur ;
- Les micro-onduleurs : chaque micro-onduleur est installé sous un panneau du système, ce qui permet d’optimiser la production d’énergie.
La puissance d’un panneau solaire est mesurée en Watts-crête (Wc).
Batterie de stockage : augmenter son indépendance
Pour augmenter votre part d’indépendance vis-à-vis de votre fournisseur d’énergie, vous avez la possibilité d’équiper votre système photovoltaïque d’une batterie de stockage. Cette dernière vous permet de stocker le surplus d’énergie produit en journée pour une utilisation ultérieure (la nuit ou les jours de mauvais temps par exemple).
En raison de leur prix élevé, les batteries ne sont pas recommandées pour tous les projets photovoltaïques résidentiels. Les batteries de stockages sont avant tout destinées aux logements non raccordés au réseau électrique et/ou situés en site isolé.
Puissance d’un panneau solaire photovoltaïque
Il faut savoir que l’on définit bien souvent un panneau solaire photovoltaïque par sa puissance crête (en watt-crête ou Wc). Cette donnée correspond à la puissance que délivre le panneau sous 1000watt de lumière à une température de 25°C.
Attention cependant, un watt de puissance ne produira pas la même quantité d’électricité si le panneau solaire photovoltaïque est installé dans le nord ou dans le sud de la France. En effet, la quantité et la qualité du rayonnement solaire dans une zone donnée conditionne la production d’électricité.
Ainsi, le rendement d’une installation de panneaux solaires photovoltaïques prend en compte de nombreux éléments pour calculer la quantité d’énergie solaire qui sera bel et bien convertie en énergie électrique. Ces paramètres sont notamment :
- la technologie utilisée : les cellules photovoltaïques polycristallines ont un rendement inférieur aux cellules photovoltaïques monocristallines ;
- la puissance des panneaux : la puissance (en watt-crête) d’un panneau ;
- les autres équipements de votre installation : les onduleurs, les câbles, etc. peuvent aussi induire certaines pertes énergétiques ;
- la zone où est implanté le panneau photovoltaïque : bien évidemment, la qualité et la quantité du rayonnement solaire vont conditionner la production d’électricité ;
- l’inclinaison et l’orientation du panneau : une orientation sud avec une inclinaison à 30° est par exemple la meilleure installation possible. Les autres positions induisent des pertes plus ou moins importantes ;
- les potentielles ombres : une ombre qui se porterait sur votre installation viendrait diminuer sa performance.
Ainsi, il est nécessaire de prendre en compte un grand nombre de données afin de réaliser une bonne installation solaire photovoltaïque. De mauvais choix peuvent vous amener à un projet très cher et peu rentable. Le concept de rendement est donc primordial si vous voulez faire des économies d’énergie.
