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Comment fonctionnent les panneaux solaires photovoltaïques ?

Mise à jour le

15/03/2024

Temps de lecture

3 minutes

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15/03/2024

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3 minutes

Sommaire

La transition énergétique et les préoccupations environnementales ont poussé de nombreuses personnes à se tourner vers les énergies renouvelables. Parmi elles, l’énergie solaire occupe une place de choix, notamment grâce aux panneaux solaires photovoltaïques. Mais comment ces dispositifs transforment-ils l’énergie du soleil en électricité ? 

Sommaire

Les informations à retenir :

Les panneaux solaires photovoltaïques sont une solution clé pour l’autoconsommation solaire et la transition énergétique, transformant l’énergie du soleil en électricité.

  • Cellules photovoltaïques : Les panneaux sont composés de cellules photovoltaïques, souvent en silicium, qui génèrent un courant électrique lorsque les photons solaires frappent et libèrent des électrons.

  • Types de Panneaux Solaires : Il existe des panneaux monocristallins (efficaces mais coûteux), polycristallins (bon rapport qualité-prix) et amorphes (moins efficaces mais flexibles).Transformation du Courant : L’électricité produite est en courant continu, convertie en courant alternatif par un onduleur pour être utilisée dans les habitations ou renvoyée sur le réseau public.

  • Puissance des panneaux : La puissance, mesurée en Watt-crête (Wc), indique la production maximale d’un panneau sous conditions d’ensoleillement optimales, aidant à dimensionner le système solaire selon les besoins énergétiques.
Comment fonctionnent les panneaux solaires ?

Le cœur du système : Les cellules photovoltaïques

Les panneaux solaires sont composés de cellules photovoltaïques, généralement fabriquées à partir de silicium, un matériau semi-conducteur. Lorsque les photons, particules de lumière solaire, frappent ces cellules, ils libèrent des électrons. C’est ce mouvement d’électrons qui génère un courant électrique.

Le phénomène photovoltaïque : lorsque les photons de la lumière solaire frappent la cellule, ils peuvent transférer leur énergie à certains des électrons du silicium. Si cette énergie est suffisante, elle peut « libérer » un électron de sa position normale, créant ainsi ce qu’on appelle un « électron libre » et un « trou » positif. Ces électrons libres sont attirés par le silicium n-type, tandis que les trous sont attirés par le silicium p-type, créant ainsi un courant électrique.

Les types de panneaux solaires photovoltaïques

  • Monocristallins : Ces panneaux, reconnaissables à leur couleur sombre, sont fabriqués à partir d’un seul cristal de silicium. Ils offrent un rendement élevé mais ont un coût plus important.
  • Polycristallins : De couleur plus bleutée, ils sont constitués de plusieurs cristaux de silicium et présentent un rapport qualité-prix intéressant.
  • Amorphes : Moins courants, ces panneaux sont flexibles et utilisent du silicium non cristallin, ce qui les rend moins efficaces mais adaptés à certaines applications spécifiques.
schema fonctionnement panneau solaire
Fonctionnement d'un panneau solaire photovoltaïque

Transformation du courant

Une fois l’électricité produite, elle est en courant continu. Cependant, nos habitations et appareils électriques fonctionnent en courant alternatif. C’est là qu’intervient l’onduleur, un dispositif essentiel qui convertit le courant continu en courant alternatif.

  1. Courant Continu (DC) : Lorsque la lumière du soleil frappe les cellules photovoltaïques, elle génère un courant continu. C’est le type de courant que l’on trouve dans les batteries ou les piles, où le flux d’électricité va constamment dans une seule direction.

  2. L’Onduleur – La pièce maîtresse : L’onduleur est un dispositif essentiel dans tout système solaire photovoltaïque. Il prend le courant continu produit par les panneaux solaires et le transforme en courant alternatif. Le courant alternatif est caractérisé par un flux d’électricité qui change de direction périodiquement. Il en existe différentes sortes : onduleur central ; hybride ; micro-onduleur ; de chaîne.

  3. Technologie de l’onduleur : Les onduleurs modernes utilisent des circuits complexes pour assurer une conversion efficace et sûre du DC en CA. De plus, ils peuvent optimiser la puissance produite par les panneaux solaires en fonction des conditions d’ensoleillement.

  4. Intégration au réseau : Une fois le courant transformé en CA, il peut être intégré au réseau électrique domestique ou renvoyé sur le réseau public. Dans de nombreux pays, les propriétaires peuvent vendre l’excédent d’électricité produite à leur fournisseur d’électricité, créant ainsi une source potentielle de revenu. 

La puissance d'un panneau solaire photovoltaïque : le Watt-crête (Wc)

Le Watt-crête représente la puissance maximale qu’un panneau solaire peut produire lorsqu’il est exposé à des conditions d’ensoleillement optimales. Plus précisément, cette mesure est basée sur une irradiance solaire de 1 000 watts par mètre carré et une température de cellule de 25°C.

En connaissant le Wc d’un panneau solaire, les installateurs et les propriétaires peuvent estimer la quantité d’électricité qu’un système solaire produira au cours d’une journée ou d’une année. Cela aide à dimensionner correctement un système solaire en fonction des besoins énergétiques d’un foyer ou d’une entreprise.

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Audrey
Audrey
Ancienne journaliste (depuis 2012), j'ai rejoins l'équipe de FHE France en tant qu'assistante marketing et communication. Je gère au quotidien les relations presses et la rédactions d'articles afin de faire connaitre les produits FHE France et l'autoconsommation solaire intelligente au grand public.
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