Comment fonctionnent les panneaux photovoltaïques ?

Publié le : 2024.01.22

- Catégories : L'énergie solaire , Solaire photovoltaïque

Sommaire

L'autoconsommation est un idéal auquel aspire bon nombre de Français pour réduire leur dépendance aux réseaux énergétiques dont les tarifs ne cessent d'augmenter. Les panneaux solaires semblent être la solution parfaite pour y parvenir. Que vous choisissiez ce système pour chauffer l'eau, pour générer de la chaleur, ou simplement pour réduire votre facture énergétique, les avantages sont multiples. Facilement installables sur un toit, ils constituent une alternative pratique et efficace pour promouvoir une consommation plus durable. Pour vous aider à comprendre le fonctionnement des panneaux photovoltaïques, France Chauffage Solaire a élaboré ce guide informatif.

Fonctionnement des panneaux photovoltaïques

Vous avez prévu d'installer des panneaux photovoltaïques prochainement ? FCS vous explique leur fonctionnement.

La capture de la lumière du soleil

Lorsque les photons de la lumière solaire touchent la surface des cellules photovoltaïques, ils entrent en interaction avec les atomes du matériau semi-conducteur. Ce phénomène provoque la libération d'électrons qui amorcent le mécanisme de conversion.

La génération du circuit électrique interne

L'énergie présente dans les cellules photovoltaïques excite les électrons dans le matériau semi-conducteur. Les électrons libérés créent des paires électrons-trous, ce qui génère un potentiel électrique à l'intérieur de la cellule. Ce dernier permet le déplacement des électrons vers la couche supérieure du matériau, établissant ainsi un courant continu à l'intérieur de la cellule photovoltaïque.

La création d'un flux d'électricité continu

À ce stade, le courant généré à l'intérieur de chaque cellule solaire est prêt à être utilisé comme source d'énergie. Lorsque les cellules sont connectées en série ou en parallèle dans un panneau solaire, la petite quantité d'électricité produite par chaque cellule s'additionne pour former une puissance électrique significative.

Quels sont les différents types de panneaux photovoltaïques ?

Si vous avez pour projet d'investir dans les panneaux photovoltaïques, il vous faudra choisir entre panneaux monocristallins, polycristallins et amorphes. La distinction est perceptible dans le processus de fabrication des panneaux. Voici leurs caractéristiques.

Le panneau polycristallin

Ce type de panneau se distingue par sa composition formée à partir de cristaux multiples de silicium. Cet équipement, dont le prix est généralement abordable, est parfaitement adapté aux installations où l'espace n'est pas une contrainte majeure. Si la toiture de votre maison possède une superficie généreuse, les panneaux polycristallins constituent une solution énergétique fiable et économique.

Le panneau monocristallin

Ce type de panneau solaire a la particularité d'utiliser des cellules solaires fabriquées à partir d'un seul cristal de silicium. Lors du processus de fabrication des cellules monocristallines, le matériau devient plus pur et ses propriétés sont améliorées. Les panneaux solaires monocristallins possèdent donc généralement un rendement supérieur par rapport aux panneaux polycristallins. L'installation de ce dispositif est à privilégier si vous disposez de peu d'espace et si vous avez besoin d'une production d'électricité importante.

Le panneau amorphe

Le panneau solaire amorphe se démarque par sa composition sans structure cristalline définie. Constitué de fines couches de matériau semi-conducteur, le plus souvent du silicium, il dispose d'une flexibilité remarquable. Cette particularité rend le panneau amorphe idéal pour les surfaces courbes et non conventionnelles. Contrairement aux panneaux solaires rigides, ces panneaux s'adaptent à diverses formes. Cette caractéristique les rend particulièrement adaptés à des structures architecturales où l'esthétique et l'intégration discrète de la technologie sont importantes.

Quels sont les composants essentiels d'un système photovoltaïque ?

Pour exploiter l'énergie solaire, l'achat de panneaux solaires seuls ne suffit pas. L'onduleur et la batterie jouent des rôles essentiels dans le fonctionnement du système photovoltaïque.

L'onduleur : le convertisseur d'énergie

Bien que les panneaux génèrent du courant continu, la plupart des appareils utilisent du courant alternatif. Un onduleur est donc utilisé pour convertir le courant continu en courant alternatif. Il assure ainsi la compatibilité avec les besoins électriques courants, mesurés en kilowatts-crête (kwc). Sachez aussi qu'il existe des micro onduleurs, des dispositifs compacts, installés directement sur chaque panneau solaire. Ils permettent une optimisation individuelle de la performance de chaque panneau. Les micro-onduleurs offrent également une surveillance plus précise et une maintenance simplifiée de l'installation.

La batterie de stockage : un élément clé pour optimiser l'électricité produite

Les batteries de stockage permettent une gestion judicieuse des surplus d'électricité produits par les panneaux solaires. En effet, en stockant l'électricité excédentaire, elles vous permettent de réaliser de véritables économies d'énergie. Ainsi, vous pouvez utiliser directement l'énergie stockée pour alimenter vos appareils électriques lorsque la production solaire est insuffisante. L'achat de batteries de stockage est donc indispensable si vous aspirez à une véritable autoconsommation. Sachez aussi qu'il est même possible de procéder à la vente de votre excédent d'électricité à EDF OA. Ce dispositif vous permettra de bénéficier d'aides financières notables, telles qu'une prime à l'investissement ainsi que la gratuité du raccordement au réseau. Suivez nos conseils pour apprendre à calculer la rentabilité de vos panneaux solaires.

Quels sont les facteurs qui influencent l'efficacité des panneaux solaires ?

Deux conditions sont indispensables au bon fonctionnement des panneaux solaires : l'orientation et l'inclinaison des panneaux, ainsi que des conditions météorologiques adéquates. Pensez aussi à nettoyer et à entretenir vos panneaux pour optimiser leur capacité à capter l'énergie solaire.

L'orientation et l'inclinaison des panneaux solaires

Pour être efficaces, les panneaux solaires doivent être orientés et inclinés de manière optimale. Pour ce faire, il convient d'ajuster l'angle d'inclinaison et d'orientation en fonction de la latitude locale et de la trajectoire du soleil. Généralement, l'orientation idéale est vers le sud. Cette position permet aux panneaux de recevoir une exposition maximale à la lumière solaire tout au long de la journée. De plus, il est nécessaire d'ajuster l'orientation et l'inclinaison des panneaux en fonction des saisons et de la trajectoire du soleil.

Des conditions météorologiques adéquates

Pour fonctionner de manière optimale, les panneaux solaires doivent bénéficier d'une luminosité suffisante, soit une faible couverture nuageuse. Nous vous conseillons de surveiller régulièrement les prévisions météorologiques pour anticiper les variations saisonnières et ajuster vos attentes en termes de production d'énergie solaire.

Quelles sont les innovations récentes pour 2024 ?

L'industrie des panneaux solaires ne cesse d'évoluer. Les avancées technologiques contribuent à rendre l'énergie solaire plus accessible et plus efficace. Voici quelques-unes des innovations les plus marquantes.

Les cellules solaires Perovskites

Le pérovskite est un minéral très répondu sur terre. C'est pourquoi, l'industrie photovoltaïque s'intéresse de près à ce matériau peu coûteux et abondant. Son mode de fonctionnement est similaire à celui des panneaux solaires en silicium, mais il se distingue par des coûts de fabrication moins élevés et un rendement potentiellement supérieur.

Les cellules solaires multi-jonctions

Les solaires multi-jonctions se distinguent des cellules solaires traditionnelles par leur structure à plusieurs couches de matériaux semi-conducteurs. Elles sont conçues pour capturer différentes longueurs d'onde de la lumière solaire. Les cellules multi-jonctions affichent généralement un rendement exceptionnel qui dépasse largement celui des cellules solaires classiques. Ces panneaux sont particulièrement adaptés à des environnements réfléchissants, comme les régions enneigées par exemple.

Les panneaux bifaciaux

Contrairement aux panneaux conventionnels, les panneaux bifaciaux captent la lumière des deux côtés, ce qui permet une optimisation significative du rendement énergétique. La flexibilité d'installation des panneaux bifaciaux permet de les positionner de différentes manières : en configuration surélevée, inclinée ou au-dessus de surfaces réfléchissantes. Cette polyvalence offre des possibilités d'installation adaptées à différents environnements.

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