Les panneaux solaires sont devenus de plus en plus populaires. Que ce soit pour privilégier les énergies renouvelables ou mieux maîtriser ses dépenses énergétiques, nous sommes de plus en plus nombreux à produire notre propre électricité. Les panneaux photovoltaïques ou panneaux solaires peuvent répondre à de multiples besoins. Ces besoins peuvent être pour les particuliers comme pour les professionnels. L’installation d’un panneau solaire ou panneau photovoltaïque peut être discrète et rapide. L’impact de cette installation sur une facture peut être immédiat. Avant de produire sa propre énergie solaire, il faut tout de même avoir en tête quelques bases. Comment fonctionnent les panneaux solaires ? Comment la chaleur du soleil peut-elle être convertie en électricité ? Quels sont les principaux éléments d’un panneau photovoltaïque ? Quel est le rendement attendu pour un panneau solaire moyen ? Peut-on installer des panneaux solaires dans des régions moins ensoleillées ? Nous allons faire le tour de ces questions.
Comment les panneaux solaires produisent-ils de l’électricité ?
Comment fonctionne un panneau solaire ? Panneaux et énergies solaires : définition et fonctionnement.
Lorsque l’on parle d’installation solaire, on désigne un système en trois parties : un ou plusieurs panneaux solaires, un onduleur et un compteur.
Qu’est-ce qu’un panneau solaire ?
Panneaux solaires : un panneau solaire est un appareil qui utilise la lumière du soleil pour la convertir en énergie électrique, on parle alors de panneau solaire photovoltaïque ;
Les panneaux solaires thermiques
Un panneau solaire peut aussi utiliser la lumière du soleil pour la convertir en chaleur, pour alimenter un chauffe-eau par exemple, on parle alors de panneau solaire thermique.
Il est d’ailleurs possible d’associer ces deux technologies pour certaines installations.
Les panneaux solaires photovoltaïques
Les panneaux solaires captent la lumière du soleil et la transforment en courant électrique continu. Lorsqu’une installation comprend plusieurs panneaux solaires, ils sont installés en rangée et reliés entre eux, pour fonctionner ensemble avec le reste de l’installation photovoltaïque qui comprend l’onduleur et le compteur.
Le rôle de l’onduleur et du compteur : l’onduleur ou convertisseur solaire.
Une fois que le panneau solaire a capté la lumière du soleil et l’a transformée en courant électrique continu, l’onduleur intervient. Cet onduleur transforme ce courant continu en un courant électrique alternatif. L’objectif principal est de pouvoir transporter plus facilement l’énergie produite, notamment dans les lignes à moyenne tension du réseau électrique. On peut alors acheminer l’électricité vers les bâtiments et les habitations.
L’onduleur est un boîtier métallique équipé d’un radiateur et d’un ventilateur. On installe l’onduleur généralement le plus près possible des panneaux solaires pour limiter les pertes d’électricité. D’une façon générale, l’onduleur gère l’ensemble des panneaux solaires de votre installation photovoltaïque. Cependant, il est également possible d’utiliser des micro-onduleurs qui sont propres à chaque panneau solaire. Ces solutions sont adaptées aux petites installations. Elles servent aussi à éviter que l’ensemble de l’installation tombe en panne si un seul panneau solaire dysfonctionne.
Chaque installation de panneaux photovoltaïques compte deux types de compteurs :
– un compteur de production : ce compteur mesure la quantité de courant injectée dans le réseau. Il sert aussi à mesurer la quantité de courant consommée depuis le réseau électrique.
– un compteur de “non consommation” si vous vendez la totalité de l’électricité que vous produisez. Ce compteur relève l’énergie injectée sur le réseau. Il vérifie notamment que votre installation photovoltaïque ne consomme pas de courant.
Comment fonctionne la batterie d’un panneau solaire ? Pourquoi stocker l’énergie solaire ?
Par définition, la production d’électricité photovoltaïque est liée à la lumière du soleil. C’est donc en journée que l’installation de panneaux photovoltaïques produira le plus d’énergie. Or, ce n’est pas nécessairement à ce moment-là que l’on consomme de l’électricité. De ce fait, il y a souvent un décalage entre le moment de la production de l’électricité et sa consommation. Afin de compenser ce décalage l’utilisation, des batteries peuvent être mises en place avec les installations de panneaux photovoltaïques, pour utiliser quand il est souhaitable l’électricité produite par les panneaux solaires.
La batterie solaire est en général située entre le panneau solaire et l’onduleur. Dans ce cas, elle stocke le courant électrique continu et se décharge dans l’onduleur en fonction des besoins pour produire un courant électrique alternatif.
- Il est recommandé de vérifier les éléments suivants pour le choix des batteries:
- sa durée de vie, souvent estimée en cycles, c’est-à-dire en nombre de charges et de décharges
- sa capacité de stockage, estimée en en Watt-heure (Wh) ou en Ampère-heure (Ah) ;
- le taux de décharge, pour savoir à quelle vitesse la batterie va se décharger.
L’installation elle-même: certaines technologies de batteries sont particulièrement adaptées à certaines installations de panneaux solaires. C’est par exemple le cas des batteries AC, qui sont compatibles avec des micro-onduleurs ;
les besoins énergétiques : si la consommation d’électricité est faible au quotidien, il n’y aura pas forcément besoin d’une batterie extrêmement performante.
<h3>Qu’est-ce qu’une cellule photovoltaïque et comment fonctionne-t-elle ?</h3>
Comment fonctionne une cellule photovoltaïque ?
Nous venons de voir le fonctionnement global d’une installation de panneaux photovoltaïques, mais nous n’avons pas encore répondu à une question de base : comment produire de l’électricité avec la lumière du soleil ? Le cœur de ce mécanisme est représenté par la cellule photovoltaïque.
Le fonctionnement d’une cellule photovoltaïque : la lumière du soleil émet des paquets d’énergie, appelés photons ; lorsque la lumière touche une cellule, ces photons percutent un matériau semi-conducteur qui est le silicium ; ce choc “excite” les électrons, qui se déplacent au sein du conducteur métallique.
Ce conducteur métallique ne permet aux électrons de se déplacer que dans un seul sens. Or, les électrons doivent revenir à leur place : pour ce faire, ils vont emprunter un circuit extérieur ; c’est ce déplacement via un circuit extérieur qui produit un courant électrique continu, que l’onduleur transformera plus tard en courant alternatif.
Qu’est-ce que le rendement d’un panneau solaire ?
Comment calculer le rendement d’un panneau solaire?
Lorsque l’on parle de rendement, il s’agit de la quantité réelle d’électricité produite par l’installation par rapport à l’énergie solaire reçue par les panneaux. Le rendement d’une installation solaire se basera donc sur plusieurs critères :
Tout d’abord le rayonnement solaire, plus l’installation des panneaux solaires sera exposée au soleil, plus elle pourra produire de l’électricité.
Cet élément peut aussi être conditionné à plusieurs variables : l’ensoleillement de votre installation, notamment lié à son exposition ; les ombres et obstacles (arbres, bâtiments voisins…) qui peuvent venir cacher l’installation ; l’orientation et l’inclinaison dans le cas où les panneaux solaires sont sur toiture.
Même s’il y a un faible ensoleillement, l’installation produira de l’électricité. Une plus grande quantité sera produite en cas de beau temps, l’un des éléments majeurs est l’intensité lumineuse. Il n’y donc pas besoin de vivre dans une région dite “chaude” pour produire sa propre électricité.
Les fabricants de panneaux solaires donnent un rendement à titre indicatif. On l’estime en pourcentage. Un rendement de 20 % indique que le panneau pourra convertir 20 % de l’énergie reçue en électricité, lorsque les conditions sont optimales.
Comment améliorer le rendement d’un panneau solaire ?
Enfin, l’ensemble des éléments de l’installation photovoltaïque peut avoir un impact sur le rendement, car ils peuvent provoquer des pertes de puissance. Par exemple, c’est notamment le cas en fonction de la nature du câblage, en fonction de la qualité de l’onduleur et de la disposition des appareils.
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