Fonctionnement des Panneaux solaires [Guide]

Nous savons tous que les panneaux solaires tirent leur énergie du soleil. Cependant, peu connaissent leur fonctionnement en détail. C’est pourquoi nous détaillons dans ce guide, de façon abordable et pratique, le fonctionnement d’un panneau solaire. Ceci vous permettra de mieux appréhender le phénomène.

À propos du rayonnement des panneaux solaire

L’élément central de l’énergie photovoltaïque est ce qu’on appelle le rayonnement solaire. C’est lui qui initie le fonctionnement du système. Il en existe trois sortes.

Le premier est le rayonnement direct. Celui-ci est le plus simple à comprendre. Les rayons du soleil suivent un trajet direct jusqu’aux panneaux solaires et ne rencontrent pas d’obstacles.

Ensuite, il y a que ce qu’on appelle le rayonnement indirect. Ce rayonnement est indirect, car il est diffusé en passant à travers des nuages ou des particules atmosphériques.

Enfin, le troisième type est le rayonnement réfléchi. Celui-ci est réfléchi contre un obstacle tel que l’eau ou la neige avant de frapper les panneaux solaires.

Le fait essentiel est qu’un panneau solaire en fonctionnement utilise ces trois types de rayonnement. Il faut tous les prendre en compte lors du calcul. Des modélisations des différentes typologies de ciel existent afin d’intégrer cette complexité.

Les différents types de panneaux solaires

Il existe plusieurs types de panneaux. Chacun possède ses points forts et surtout, chacun répond à un besoin particulier.

Le premier type est le bien connu panneau photovoltaïque. Ce dernier est celui qui vient à l’esprit de beaucoup de gens lorsque l’on évoque les panneaux solaires. Il produit de l’électricité.

Ensuite, il existe le panneau thermique qui fonctionne d’une manière différente. Il produit de l’eau chaude. Il est plus souvent utilisé pour chauffer l’eau d’une maison.

Enfin, le plus méconnu est le panneau hybride. Il tire son nom de sa polyvalence. En effet, il possède la particularité de conjuguer les avantages du photovoltaïque et du thermique. Ceci a pour effet de maximiser son rendement.

Comment les panneaux solaires photovoltaïques fonctionnent et génèrent de l’électricité ?

Le fonctionnement d’un panneau solaire photovoltaïque

Ce type de panneau exploite ce qu’on appelle l’effet photoélectrique. Celui-ci se manifeste lorsque certains matériaux sont frappés par la lumière. Lorsque cela arrive, ils libèrent des électrons.

Un panneau solaire photovoltaïque est composé d’un certain nombre de cellules de silicium. Généralement, 60 à 62 de ces cellules sont assemblées pour constituer un panneau.

Le panneau est constitué de deux couches. Celles-ci sont reliées entre elles par des fils conducteurs. La couche du dessus possède un surplus d’électrons tandis que celle du dessous possède au contraire un déficit d’électrons.

Quelle est la nécessité de ces deux couches ? Pour créer ce qu’on appelle une différence de potentiel. C’est cela qui permet la création d’un courant électrique. Ce phénomène bien connu est notamment observé sur les piles.

Concrètement, la lumière constituée de photons va frapper le panneau. C’est à ce moment que se produit l’effet photo-électrique. Les électrons relâchés lors de l’impact vont traverser les couches et produire du courant électrique.

Seule en moyenne 20 % de l’énergie du soleil est convertie en électricité avec ce type de panneaux, le reste est transformé en chaleur et perdu.

Les types de cellules photovoltaïques

Le type de cellules photovoltaïques peut varier d’un panneau solaire à l’autre. Ces différences dépendent de la qualité du silicium employé lors de leur fabrication. Il faut donc être vigilant, car les écarts de rendement sont importants.

Les cellules de silicium monocristallin sont les plus onéreuses. Ce sont aussi celles qui possèdent le meilleur rendement. Celui-ci se situe entre 18 et 24 %.

Ensuite, les cellules de silicium polycristallin. Leur rendement comme leur coût sont inférieurs. Il va de 14 à 18 %.

Enfin, les cellules de silicium amorphe sont celles qui possèdent le rendement le moins bon. Il se situe entre 5 et 7 %. Bien entendu, ce sont les cellules les moins chères.

Pour avoir plus d’informations à ce sujet, n’hésitez pas à consulter notre article sur le rendement des panneaux solaires. Vous pourrez y lire une explication complète relative à ce sujet.

Qu’est-ce qu’un onduleur et quel est son rôle ?

Si l’installation est constituée de panneaux solaires photovoltaïques, alors l’électricité produite doit être adaptée au réseau électrique du foyer. Celui-ci fonctionne en courant alternatif alors que le courant produit est du courant continu.

Par conséquent, un onduleur est nécessaire. Cet appareil va convertir le courant continu produit par les panneaux en courant alternatif. Le courant ainsi modifié sera ensuite utilisable par la maison. Il existe différents types d’onduleurs : onduleur centralisé, micro-onduleur, onduleur avec optimiseur.

L’onduleur centralisé est un onduleur de grande puissance. Tous les panneaux seront reliés à celui-ci. C’est plus économique, mais plus risqué, car un seul onduleur prend en charge la totalité des panneaux qui sont branchés en série.

Dans le cas du micro-onduleur au contraire, chaque panneau ou duo de panneaux est relié à son micro-onduleur. Ceci permet d’optimiser la production, car si un micro-onduleur tombe en panne, ce n’est pas toute l’installation qui en pâtit.

Enfin, un onduleur avec optimiseur est un onduleur classique auquel on a ajouté un optimiseur. Concrètement, l’optimiseur permet retrouver un fonctionnement proche d’un ensemble de micro-onduleurs avec un onduleur centralisé. Fonctionnement des Panneaux solaires Comment mesure-t-on le rendement des panneaux solaire?

Le rendement d’une installation photovoltaïque dépend d’un grand nombre de facteurs. En effet, doivent être pris en compte notamment le type et le modèle de panneaux utilisé, les ombrages, l’orientation de la toiture ainsi que l’ensoleillement de la région.

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