Comment fonctionne un panneau solaire ?

De nombreux pays à travers le monde commencent à considérer le solaire comme une solution d’énergie alternative viable. Et à mesure que le solaire pénètre les principaux marchés de l’énergie, la grande question est : « comment fonctionnent les panneaux solaires ? » Dans cet article, nous décrirons exactement comment les panneaux solaires produisent de l’énergie pour votre maison et à quel point le solaire devient pragmatique.

Comment fonctionnent les panneaux solaires pour votre maison ?

Les panneaux solaires fonctionnent en absorbant la lumière du soleil avec des cellules photovoltaïques, en générant de l’énergie en courant continu (DC) puis en la convertissant en énergie à courant alternatif (AC) utilisable à l’aide de la technologie de l’onduleur. L’énergie CA circule ensuite à travers le panneau électrique de la maison et est distribuée en conséquence. Voici les principales étapes du fonctionnement des panneaux solaires pour votre maison :

  1. Les cellules photovoltaïques absorbent l’énergie solaire et la convertissent en électricité CC
  2. L’onduleur solaire convertit l’électricité CC de vos modules solaires en électricité CA, qui est utilisée par la plupart des appareils ménagers
  3. L’électricité circule dans votre maison, alimentant les appareils électroniques
  4. L’excès d’électricité produite par les panneaux solaires est injecté dans le réseau électrique

Comment les panneaux solaires fonctionnent-ils pour produire de l’électricité ?

Un panneau solaire standard (également connu sous le nom de module solaire) se compose d’une couche de cellules en silicium, d’un cadre métallique, d’un boîtier en verre et de divers câbles pour permettre au courant de s’écouler des cellules en silicium. Le silicium (atomique # 14 sur le tableau périodique) est un non-métal avec des propriétés conductrices qui lui permettent d’absorber et de convertir la lumière du soleil en électricité. Lorsque la lumière interagit avec une cellule en silicium, elle provoque la mise en mouvement d’électrons, ce qui déclenche un flux de courant électrique. C’est ce qu’on appelle « l’effet photovoltaïque » et il décrit la fonctionnalité générale de la technologie des panneaux solaires.

L’effet photovoltaïque

La science de la production d’électricité avec des panneaux solaires se résume à l’effet photovoltaïque. Il a été découvert pour la première fois en 1839 par Edmond Becquerel et peut généralement être considéré comme une caractéristique de certains matériaux (appelés semi-conducteurs) qui leur permet de générer un courant électrique lorsqu’ils sont exposés au soleil.

Le processus photovoltaïque passe par les étapes simplifiées suivantes :

  1. La cellule solaire photovoltaïque au silicium absorbe le rayonnement solaire
  2. Lorsque les rayons du soleil interagissent avec la cellule de silicium, les électrons commencent à se déplacer, créant un flux de courant électrique
  3. Les fils captent et alimentent cette électricité à courant continu (DC) vers un onduleur solaire pour la convertir en électricité à courant alternatif (AC)

Comment fonctionne la connexion au réseau avec des panneaux solaires ?

Bien que la production d’électricité avec des panneaux solaires puisse avoir du sens pour la plupart des gens, il y a encore beaucoup de confusion générale sur la façon dont le réseau s’intègre dans le processus solaire domestique. Toute maison connectée au réseau électrique aura ce qu’on appelle un compteur d’utilité que votre fournisseur d’énergie utilise pour mesurer et alimenter votre maison. Lorsque vous installez des panneaux solaires sur votre toit ou sur un support au sol sur votre propriété, ils sont finalement connectés au compteur d’utilité de votre maison. La production de votre système solaire est réellement accessible et mesurable par ce compteur.

Aux États-Unis, la plupart des propriétaires ont accès à  la facturation nette, un incitatif solaire majeur qui améliore considérablement l’économie du solaire. Si vous avez une facturation nette, vous pouvez envoyer de l’électricité au réseau lorsque votre système solaire est en surproduction (comme pendant la journée pendant les mois d’été ensoleillés) en échange de crédits sur votre facture d’électricité. Ensuite, pendant les heures de faible production d’électricité (comme la nuit ou les jours nuageux), vous pouvez utiliser vos crédits pour tirer de l’énergie supplémentaire du réseau et répondre à la demande d’électricité de votre ménage. Dans un sens, la facturation nette offre une solution de stockage gratuite aux propriétaires qui optent pour l’énergie solaire, faisant du solaire une solution énergétique tout-en-un.

Étant donné que l’aversion la plus courante des gens pour le solaire est la question de savoir quoi faire la nuit ou les jours de mauvais temps, une solution de stockage gratuite aussi efficace que la mesure nette change la donne en termes d’adoption solaire. Ces types d’incitations, ainsi que le fait que le coût de l’énergie solaire a chuté de près de 70% au cours de la dernière décennie, peuvent expliquer pourquoi l’industrie solaire se développe à un rythme exponentiel aux États-Unis.

Pièces supplémentaires importantes pour les panneaux solaires

Mis à part leurs cellules solaires en silicium, un module solaire typique comprend un boîtier en verre qui offre durabilité et protection pour les cellules photovoltaïques en silicium. Sous l’extérieur en verre, le panneau a une couche d’isolation et une feuille de protection arrière, qui protège contre la dissipation thermique et l’humidité à l’intérieur du panneau. L’isolation est importante car l’augmentation de la température entraînera une diminution de l’efficacité, entraînant une baisse des performances du panneau solaire.

Les panneaux solaires ont un revêtement antireflet qui augmente l’absorption du soleil et permet aux cellules de silicium de recevoir une exposition maximale au soleil. Les cellules solaires au silicium sont généralement fabriquées en deux formations cellulaires : monocristalline ou polycristalline. Les cellules monocristallines sont constituées d’un seul cristal de silicium, tandis que les cellules polycristallines sont constituées de fragments ou d’éclats de silicium. Les formats monos offrent plus d’espace aux électrons pour se déplacer et offrent ainsi une technologie solaire plus efficace que les polycristallins, bien qu’ils soient généralement plus chers.