Les panneaux solaires sont pratiquement le symbole de l’énergie renouvelable et écologique. Mais comment fonctionnent-ils vraiment ?
Avec les problématiques environnementales et les objectifs de transition énergétique, les panneaux solaires sont sur le devant de la scène. Pourtant utilisés et connus du grand public depuis longtemps, l’utilisation des panneaux solaires par les particuliers a gagné en popularité en quelques années.
En dépit de cela, qui sait vraiment comment fonctionne un panneau solaire ? De quelle manière les éléments d’un panneau solaire se combinent pour produire de l’électricité ?
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Les composants d’un panneau solaire
Tout d’abord, il est important de savoir qu’il existe deux types de panneaux solaires : les panneaux solaires photovoltaïques et les panneaux solaires thermiques.
Les panneaux solaires photovoltaïques utilisent le rayonnement solaire pour produire de l’énergie. Les panneaux solaires thermiques quant à eux produisent de la chaleur.
Ce sont les panneaux solaires photovoltaïques qui sont les plus utilisés, notamment parce qu’ils produisent de l’énergie renouvelable et illimitée.
Un panneau solaire photovoltaïque est composé d’un module. Ce dernier est fait en cellules photovoltaïques, capables de capter les rayons solaires.
Les cellules photovoltaïques sont l’élément d’importance des panneaux solaires. Ce sont des composés créés à partir de matériaux semi-conducteurs. Le silicium est le matériau qui a les faveurs de la majorité des fabricants. Pour parvenir à fabriquer ces panneaux, des impuretés choisies sont introduites dans leur structure. Le champ électrique est créé par les charges négatives d’un côté, positives de l’autre.
Sur la toiture, il y a un système d’intégration, grâce auquel le panneau photovoltaïque reste scellé.
Une autre des pièces d’importance est l’abergement. Cet élément crée une sorte de lien imperméable entre le panneau et le toit. Cela permet d’éviter les infiltrations d’eau de pluie.
Il y a ensuite l’onduleur, une pièce qui permet la transformation du courant continu en courant alternatif. De cette manière, cet appareil est celui qui garantit l’alimentation de la maison.
Le fonctionnement d’un panneau photovoltaïque
Le panneau photovoltaïque fonctionne grâce aux cellules du même nom. Les cellules photovoltaïques sont montées en série ou en parallèle, et peuvent générer environ 0,5 Volts (V) chacune. Parce que le dessus du panneau solaire est fait de verre, cette surface permet aux rayons solaires de passer à travers.
S’il fallait simplifier, on dirait que les photons du soleil touchent les panneaux. Ce qui cause un déplacement des électrons sous la surface, et génère un courant continu. Ce n’est que lorsque ce courant passe par l’onduleur que ce dernier le change en courant alternatif.
Pour une analyse plus détaillée, les étapes de la production électrique sont les suivantes :
- Les rayons du soleil frappent les cellules photovoltaïques. L’énergie des photons du rayonnement solaire est alors transmise aux électrons des semi-conducteurs. Cette réaction génère une tension électrique.
- L’électricité générée par le panneau solaire est fonction du nombre de cellules photovoltaïques. C’est de leur nombre, monté en série et en parallèle, que dépend la tension, l’intensité ou encore la puissance de l’installation.
- Pour que l’énergie soit utilisable pour une habitation, elle doit au préalable être transformée en courant alternatif. C’est pour cela qu’est utilisé un onduleur. Cette pièce est connectée au panneau et transforme le courant continu en courant alternatif de 220 V et 50 Hz.
Le rendement d’un panneau solaire photovoltaïque
Lorsqu’on parle de rendement, il s’agit du rapport entre l’énergie qui parvient jusqu’au panneau solaire et l’électricité qui en ressort.
Le rendement ne dépend pas uniquement de la qualité du panneau en question. Même si cette donnée à de l’importance, d’autres éléments sont à prendre en compte.
Les pertes énergétiques peuvent provenir de diverses sources. Par exemple, l’onduleur et les câbles peuvent en être la cause. Une autre origine peut être le rayonnement de la zone où sont posés les panneaux. Sans oublier des éléments comme l’inclinaison, l’orientation ou encore les ombres.
En effet, une inclinaison de 30 degrés est nécessaire pour avoir le meilleur rendement possible.
C’est ainsi qu’on évalue la puissance crête, qui est déterminée par les constructeurs de panneaux et définit la puissance d’une installation dans les meilleures conditions. Des conditions telles qu’un ensoleillement optimal et des températures maximales.
D’ailleurs, coupler des panneaux solaires à un compteur Linky permet une meilleure gestion de son installation photovoltaïque avec une analyse plus précise de la production.
Pour conclure
En conclusion, les panneaux solaires sont des appareils qui vont pratiquement de pair avec une autoconsommation énergétique. Ils permettent aussi de produire de l’énergie propre et de réduire les dépenses énergétiques d’un lieu. Les panneaux solaires sont constitués de diverses pièces, parmi lesquelles un module. Lui-même constitué de cellules photovoltaïques, un abergement, un onduleur et bien d’autres éléments.
Toutes ces pièces mises ensemble permettent aux plaques de capter les rayons de soleil, de les transformer en énergie puis en courant alternatif. C’est ainsi qu’une maison ou des appareils peuvent être alimentés par l’énergie du soleil. Maintenant, que vous connaissez le fonctionnement des panneaux solaires, peut-être êtes-vous plus intéressé par l’idée d’en avoir.
Il vaut mieux faire appel à des professionnels pour vous aider si c’est le cas. Il s’agit de travaux qui peuvent se révéler assez complexes.
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