Fabrication Panneau Solaire

[Guide 2018]

Florian Gabriele Growth Marketing In Sun We Trust

par Florian Gabriele.

Mis à Jour le 15/10/2018


Dans ce nouveau guide, nous allons voir ensemble tout ce que vous devez savoir sur la fabrication des panneaux solaires photovoltaïques.

Les panneaux solaires sont-ils produits avec des terres rares ?

Quelle technologie devez-vous privilégier : monocristallin ou polycristallin ?

Pouvez-vous installer sans souci des panneaux solaires chinois ?

On répond à tout cela et bien plus.

Alors, ne perdons pas un instant !

 

CHAPITRE 1 :

Comment est fabriqué un panneau solaire photovoltaïque ?

Processus de fabrication étape par étape


Aujourd’hui, la très grande majorité des panneaux solaires photovoltaïques sont constitués de silicium.

Le silicium n’existe pas à l’état libre mais il existe sous différentes formes de minéraux tels que le sable ou encore le quartz.

Le silicium est ainsi le deuxième élément le plus abondant sur Terre (si ce n’est pas un signe, je ne sais pas ce que c’est).

La première étape est la fabrication de silicium dit « métallurgique« .

Pour ce faire, il faut faire, ce que l’on nomme en chimie, une « réduction » à partir d’un mélange composé de morceaux de silice (généralement des morceaux de quartz) et de bois.

Le mélange est ensuite porté à très haute température (autour de 3 000°) avant d’être purifié à 99,999 9 %.

On obtient ainsi du silicium solaire qui prend la fortme de « petits cailloux » ou de cristaux.

Ces derniers sont enfin cuits à près de 1 450° afin de créer des lingots de silicium.

Une fois refroidis, les lingots sont coupés en tranches, d’une épaisseur ne dépassant pas les 200 microns. Soit l’épaisseur d’une feuille de papier.

Les tranches de silicium, également appelées « wafers », reçoivent un traitement anti-reflet, qui leur donne cette couleur bleu caractéristique, afin d’augmenter la quantité de lumière absorbée.

Elles sont ensuite dopées par l’ajout de phosphore ou de bore.

Nous obtenons ainsi des cellules qui, une fois exposées à la lumière du soleil, produisent de l’électricité.

Ces cellules ne sont toutefois pas encore utilisables.

En effet, un circuit électrique doit encore être imprimé sur la surface du wafer pour que le courant recueilli puisse être transféré.

Il ne reste plus qu’à connecter les cellules (entre 48 et 72), les souder, les encapsuler entre une plaque de verre et une couche de polymère puis les encadrer pour former un panneau photovoltaïque.

 

Panneau Solaire et terres rares


Il existe plusieurs types de panneaux photovoltaïques.

D’une part, il y a les panneaux solaires produits à partir de silicium cristallin, élément qui représente près de 27 % de la croûte terrestre.

Ils représentent aujourd’hui plus de 90 % des panneaux solaires à la fois produits et installés.

D’autre part, il existe les panneaux solaires utilisant la technologie CIGS.

Que signifie CIGS ?

Il s’agit d’un sigle pour les éléments chimiques cuivre, indium, gallium et sélénium qui sont des métaux beaucoup plus rares mais qui ne sont pas pour autant des « terres rares ».

Les panneaux exploitant ces ressources représentent moins de 10 % du marché.

Que retenir alors ?

Simplement le fait que le secteur du photovoltaïque n’est en rien concerné par l’utilisation des terres rares.

 

 

Énergie grise et panneau solaire


Il est largement admis par l’ensemble de la communauté scientifique internationale que l’étape impactant le plus le bilan énergétique des panneaux solaires est leur fabrication (leur recyclage étant aujourd’hui parfaitement maîtrisé).

Et plus particulièrement, la production du silicium solaire constituant les cellules photovoltaïques.

En définitive, il faut l’équivalent de 2 500 kWh d’énergie par kWc de panneaux solaires installé.

Nous pouvons maintenant très facilement calculer le temps de retour énergétique.

En général, il faut entre 2 et 3 ans à un système photovoltaïque pour produire autant d’énergie qu’il en a fallu pour le fabriquer.

Vous doutez ?

Alors prenons deux exemples.

Ville Marseille (13000) Toul (54200)
Puissance installation 3 kWc 3 kWc
Orientation toiture Sud Est
Inclinaison toiture 30° 30°
Production en année 1 4 498 kWh 2575 kWh
Temps de retour énergétique 1 an et demi 3 ans

Donc non, il ne faut pas plus d’énergie pour fabriquer un panneau solaire qu’il n’en rapporte durant ses 25 ans de fonctionnement.

Si vous souhaitez en apprendre plus sur ce sujet, consultez l’étude du groupe mondial de conseil financier et de gestion d’actifs Lazard :  Lazard’s Levelized Cost of Energy Analysis

 

CHAPITRE 2 :

Technologie Panneau Solaire

Panneau solaire monocristallin


Les cellules des panneaux solaires monocristallins sont composées de la découpe d’un bloc de silicium unique.

Leur processus de fabrication est relativement énergivore et onéreux mais ils bénéficient de meilleurs rendements, souvent supérieurs de 20%, par rapport aux autres types de panneaux solaires.

Ils ont la particularité d’avoir de meilleures performances par faible ensoleillement et de capter les rayons du soleil plus tôt le matin et plus tard le soir.

Comment les reconnaître ?

Leur fabrication à partir d’un cristal de silicium pur leur donne une teinte uniforme allant du gris au bleu foncé.

Second signe distinctif, l’absence de rainurage sur le panneau.

Celui-ci, facilement identifiable sur les autres types de panneaux, est ici presque invisible.

Pourquoi ? Simplement car le circuit électrique est ici placé sur la face arrière de la cellule.

C’est d’ailleurs ce qui explique en partie les rendements supérieurs de ces panneaux.

Avantages Inconvénients
Rendement plus élevé. Fabrication plus couteuse.

 

 

Panneau solaire polycristallin


Comme leur nom l’indique, les panneaux solaires polycristallins sont composés de plusieurs cristaux de silicium.

Plus précisément, ils sont fabriqués à partir de chutes de morceaux de silicium qui sont fondus, refroidis et assemblés grâce à un processus plus rapide et plus économique.

Ils sont donc moins chers que les panneaux monocristallins mais ils bénéficient de rendements inférieurs allant de 14 à 18% en moyenne.

Comment les reconnaître ?

Les panneaux solaires polycristallins sont très facilement reconnaissables de par leur couleur bleu nuit non uniforme.

De plus, vous pouvez facilement observer les différentes orientations prises par les cristaux lors de la confection du panneau.

Avantages Inconvénients
Plus économique

Empreinte écologique plus faible

Rendement moins élevé

 

Panneau amorphe (ou à couche mince)


Les panneaux solaires amorphes sont de très loin les panneaux solaires les moins chers du marché et les moins performants du marché (entre 5 et 7%).

Cela s’explique essentiellement par leur méthode de fabrication.

Un panneau solaire amorphe utilise seulement 1% de la quantité de silicium nécessaire à la création d’un panneau mono ou polycristallin.

Ici, le silicium non cristallisé est envoyé sur un matériau amorphe (verre, acier ou plastique) qui permet la création de panneaux solaires souples.

Comment les reconnaître ?

Ils sont de couleur gris foncé.

Enfin, les panneaux solaires amorphes ont la spécificité de pouvoir produire de l’énergie avec un éclairage artificiel.

 

Avantages Inconvénients
Très économique

Panneaux solaires souples

Très faible rendement

 

Caractéristiques générales


Quelle est la taille d’un panneau solaire ?

Un panneau photovoltaïque mesure en moyenne 1,6 m².

Soit 1 m de largeur x 1.6 m de hauteur.

 

Panneau solaire photovoltaïque monocristallin

Combien pèse un panneau solaire ?

Un panneau solaire pèse en moyenne 18 kg.

 

A quel point les panneaux solaires sont-ils résistants ?

La grêle peut-elle endommager mes panneaux solaires ? C’est une question qui revient très souvent chez nos clients.

La réponse à cette question est très simple : non.

En effet, avant d’être mis sur le marché, les panneaux photovoltaïques sont mis à rude épreuve.

Ils doivent, par exemple, résister à l’impact de grêlons de 1,25cm de diamètre, projetés à 140 km/h.

De plus, comme nous l’avons vu précédemment, la surface patinée des panneaux solaires les protège également du vent et des intempéries.

 

 

CHAPITRE 3 :

Les Principaux fabricants de panneaux solaires

Marques de panneaux solaires


Après avoir inondé le marché allemand, Q-cells est aujourd’hui la marque la plus couramment utilisée par les installateurs français. Les bureaux R&D de Q-cells sont situés en Allemagne, tandis que la production se fait en Corée du Sud.

 

La société BenQ, fondée en 1984, est principalement connue pour ses ordinateurs et ses écrans. Cela dit, elle fabrique également en République Tchèque des panneaux solaires disposant d’un excellent rapport qualité-prix et d’une grande robustesse.

 

La société coréenne LG, fondée il y a 71 ans, est un colosse de l’électronique, de l’électroménager et du solaire.
En effet, elle a produit sa première cellule photovoltaïque en 1985. Aujourd’hui, la marque complète son offre avec des batteries à des prix tout à fait abordables.
Eurener est un fabriquant historique de panneaux solaires en Europe. La marque espagnole produit des panneaux particulièrement robustes avec une garantie constructeur impressionnante.

 

La société française Systovi est principalement connue pour ses panneaux solaires aérovoltaïques mais elle produit également des panneaux photovoltaïques de très bonne qualité.

 

Proposés uniquement dans le Grand-Est de la France, les panneaux solaires Voltec sont produits dans le Nord de l’Alsace !

 

Sun Power, c’est un peu la Ferrari du panneau solaire (meilleurs rendements, meilleures garanties, etc.) Ce sont des cellules de Sunpower qui ont été expédiées vers Mars sur Pathfinder.

 

 

Les panneaux solaires chinois


Vous êtes très nombreux à nous poser la question suivante : que penser des panneaux solaires chinois ?

La réponse est extrêmement simple.

La Chine domine très largement le marché du photovoltaïque.

D’après une étude de janvier 2018 de PV-Tech&Solar Media Ltd, le top 10 des fabricants mondiaux de modules photovoltaïques comprend neuf industriels chinois.

Seul le sud-coréen Hanwha Q-Cells arrive à se glisser à la 5e place de ce classement.

Tous les acteurs de ce classement dépassent désormais les 3 GW de capacité de production et affichent ensemble près de 57 GW de modules produits.

De plus, le constructeur de panneaux solaires Trina Solar a été encore une fois jugée lucrative (ou « bankable ») par 100% des banques, investisseurs ou experts interrogés par Bloomberg dans son dernier rapport.

Avec de tels chiffres, le doute n’est plus permis, les panneaux solaires chinois sont de très bons produits. De plus, ils devraient bénéficier d’une baisse de prix très bientôt.

Pourquoi ? Simplement car les mesures anti-dumping visant à protéger l’industrie solaire européenne ont récemment pris fin.

Elles étaient en effet jugées contre-productives par les installateurs de panneaux solaires qui ne pouvaient pas profiter de produits meilleur marché.

De plus, la Commission a précisé que la fin de ces mesures était dans l’intérêt de l’UE, compte tenu de ses objectifs de développement des énergies renouvelables.

 

Maintenant, c’est à vous !


Avez-vous appris quelque chose que vous ne saviez pas ?

Vous avez une question ?

Dans tous les cas, faites-le moi savoir en laissant un commentaire juste en-dessous !

 

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