In Sun We Trust
CHAPITRE 2 :

Guide 2017

Fonctionnement panneaux solaires

Une question simple : comment fonctionnent les panneaux solaires ?

Si vous vous êtes déjà demandé :

« Comment fonctionnent les panneaux solaires ? »

« Qu’est-ce que l’effet photovoltaïque ? »

« Comment est calculé le rendement des panneaux solaires ? »

« Quelle est la différence entre les panneaux solaires photovoltaïques, thermiques et aérovoltaïques ? »

Alors vous êtes au bon endroit.

Commençons sans plus attendre !

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Sommaire :


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Les différents types de panneaux solaires

Comment fonctionnent les panneaux photovoltaïques ?

De quoi est composée une installation photovoltaïque ?

Comment fonctionne une cellule photovoltaïque ?

Comment fabriquer une cellule photovoltaïque ?

Fabrication des panneaux et impact sur l'environnement

Calculer le rendement des panneaux photovoltaïques

Autoconsommation ou revente d’électricité : que faire de votre production ?

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Les autres chapitres

Les différents types
de panneaux solaires

Première chose à savoir, il existe trois types distincts de panneaux solaires :

  • Les panneaux solaires photovoltaïques utilisent la lumière du Soleil.
    Plus précisément, les photons que contiennent les rayonnements solaires “excitent” les électrons présents dans les panneaux photovoltaïques, permettant de produire votre électricité.
    Penser que les panneaux photovoltaïques utilisent la chaleur pour fonctionner est une erreur classique.


  • Les panneaux solaires thermiques, ou capteurs solaires thermiques, piègent la chaleur issue du rayonnement solaire et la transmettent à un liquide “caloporteur” (pouvant transporter la chaleur).
    Cette énergie est ensuite utilisée pour chauffer votre eau et/ou votre maison.

  • Les panneaux aérovoltaïques et panneaux solaires hybrides, combinent les deux technologies précédentes.
    On place sur la face externe des capteurs photovoltaïques pour mettre à profit le rayonnement solaire, et des capteurs thermiques de l’autre côté des panneaux.
    Ils produisent ainsi de l’électricité et de la chaleur.
    Ce procédé améliore également le rendement des cellules photovoltaïques, en évitant la surchauffe.

Comment fonctionnent
les panneaux photovoltaïques ?

Les panneaux solaires photovoltaïques transforment l’énergie solaire, abondante et gratuite, en électricité.

Ils sont formés d’une multitude de cellules photovoltaïques reliées entre elles en série et en parallèle.

Ce sont ces cellules qui transforment le rayonnement solaire qu’elles reçoivent en un courant électrique.

Les panneaux photovoltaïques sont généralement installés sur le toit de la maison en surimposition ou en intégration au bâti.

Cela dit, il est également possible de les installer sur des supports fixes au sol et même, sur des systèmes mobiles qui « traquent » les déplacements du Soleil.

C’est par exemple le cas de la Smartflower.

Notons que pour fonctionner, cette dernière nécessite un moteur et des pièces mécaniques relativement couteuses.

Ce type d’installation n’est donc pas encore recommandé pour toutes les bourses.

Enfin, les panneaux photovoltaïques peuvent être posés à la verticale sur la façade des habitations.

Cette inclinaison ne permet malheureusement pas d’optimiser la production et les rendements des panneaux.

En effet, la position fixe idéale est en France de 30°.

De quoi est composée une installation photovoltaïque ?

Le fonctionnement d’une installation photovoltaïque repose sur plusieurs éléments :

  • Un module composé de cellules photovoltaïques (les fameux “panneaux solaires”), transformant le rayonnement solaire en électricité.

  • Un système d’intégration qui fixe le panneau photovoltaïque à la toiture.

  • Des éléments électriques, comme l’onduleur.
    Cet appareil, d’une superficie d’environ 1 m2 de, transforme le courant continu en courant alternatif.
    Ce dernier alimente ensuite votre maison ou le réseau de distribution public.


Pour compléter ces explications, voici un schéma synthétisant le fonctionnement d’un panneau photovoltaïque.

Comment fonctionne une cellule photovoltaïque ?

Les cellules photovoltaïques, ou cellules solaires, sont des composants électroniques capables de produire de l’électricité grâce aux rayons du soleil, et à l’effet photovoltaïque.

Découvert par le physicien français Edmond Becquerel en 1839, cet effet est obtenu par absorption des photons dans un matériau semi-conducteur.

En l’occurrence, il s’agit le plus souvent de silicium.

La rencontre entre ces deux éléments génère une tension ou un courant électrique.

D’un point de vue pratique, l’effet photovoltaïque a deux avantages.

D’une part, c’est la lumière et non la chaleur du soleil qui produit cet effet, ce qui vous permet de continuer à produire de l’électricité en cas de temps froid et couvert ; d’autre part, cet effet ne nécessitepas de mise en mouvement du panneau, et donc de pièces mécaniques qui pourraient s’abîmer ou s’enrayer.

Comment fabriquer une cellule photovoltaïque ?

Les cellules photovoltaïques les plus répandues sont constituées de semi-conducteurs à base de silicium.

On l’obtient par réduction de silice, un composé abondant dans la croûte terrestre et notamment dans le sable et le quartz.

Une cellule photovoltaïque est ensuite fabriquée à partir de deux couches de ce fameux Silicium dont l’épaisseur doit être de l’ordre du centaine de microns.

La face arrière va être « dopée positivement » par diffusion d’aluminium ;

La face avant va quant à elle être « dopée négativement ».

Tout comme les panneaux, il existe différents types de silicium :

  • Le silicium amorphe fonctionne avec un éclairement relativement faible ou diffus, est un peu moins cher et a un rendement de 5 à 7%.
  • Le silicium monocristallin est d’une couleur bleu uniforme et bénéficie d’un rendement de 16 à 24%.
  • Le silicium polycristallin est d’un aspect bleu non uniforme, est moins cher que le silicium monocristallin et a un rendement de 14 à 18%.

Actuellement, le silicium polycristallin domine très largement en représentant plus de 57% du marché mondial.

Fabrication des panneaux et impact sur l'environnement

La production des cellules photovoltaïques nécessite de l’énergie, mais leur bilan écologique est incomparable.

Qu’est-ce que ça veut dire ?

Après 3 ans de fonctionnement, un panneau photovoltaïque a déjà produit une énergie équivalente à celle qui a été nécessaire à sa fabrication.

Vous doutez ?

C'est compréhensible.

On entend vraiment de tout aujourd'hui sur le solaire.

Alors explication :

Il est admis que les étapes qui pèsent le plus sur le bilan écologique des panneaux solaires sont celles relatives à leur fabrication.

En effet, les panneaux solaires sont aujourd'hui majoritairement fabriqués en Chine via des combustibles fossiles.

L'ensemble des dépenses énergétiques relatif à l'installation de panneaux solaires (fabrication, transport, installation sur le toit...) peut être exprimé en énergie primaire ou "grise".

On compte environ 2 500 kWh d'énergie "grise" par kWc installé.

A l’échelle de la France métropolitaine, l’irradiation globale horizontale annuelle varie de 1100 kWh/m² dans le nord à près de 1700 kWh/m² dans le sud.

Dans ces conditions, il faut donc entre 2 et 3 ans pour restituer l’énergie grise.

Les panneaux ont une durée de vie d’au moins 25 ans (garantie constructeur).

Un panneau restitue donc (au moins) entre 8 et 10 fois l’énergie nécessaire à sa fabrication.

Ce résultat peut varier en fonction de la technique de fabrication de la cellule photovoltaïque.

Cela dit, l’industrie solaire est en constante évolution et chaque année, les méthodes de fabrication sont améliorées.

On diminue la quantité de silicium et d’énergies nécessaires, et de ce fait, on influe favorablement sur le prix à la baisse.

On parle de “loi de Swanson” pour désigner le phénomène selon lequel, lorsque la production mondiale de cellules solaires double, le prix par unité diminue de 20 %.

Cette “loi” s’est vérifiée dans les faits depuis les années 70, et elle contribue à expliquer pourquoi le solaire est aujourd’hui compétitif sans subventions dans de nombreux pays.

Calculer le rendement des panneaux photovoltaïques

Vous souhaitez investir des panneaux solaires et vous vous méfiez des discours biens rôdés des démarcheurs téléphoniques ?

Vous avez bien raison.

Nos clients sont souvent surpris des résultats que nous leur annonçons.

Nous leur présentons une réduction de factures bien en-dessous de celles affichées par nos concurrents.

Pourquoi ?

Car nous basons nos estimations et notre discours sur des données très proches de la réalité.

En passant par notre service, vous n’êtes jamais déçu car nous ne sommes pas déceptifs

Comment calculons-nous le rendement de votre installation ?

C’est très simple.

Nous utilisons une technologie de pointe s’appuyant sur des algorithmes développés par les Mines ParisTech et calibrés avec les relevés au sol de Météo France.

Parmi les très nombreux critères que nous prenons en compte, il y a :

  1. Le type de silicium composant les panneaux solaires (amorphe, monocristallin et polycristallin).

  2. La puissance de votre installation photovoltaïque calculée en kilowatt-crête (kWc).

  3. L’orientation et l’inclinaison des panneaux solaires.

  4. La situation géographique et la latitude de votre habitation.

  5. Ou encore les ombrages provenant des obstacles proches ou lointains (immeubles, arbres…)

Autoconsommation ou revente d’électricité : que faire de votre production ?

Lorsque vous investissez dans le photovoltaïque, deux trois s’offrent à vous : autoconsommer totalement votre production, autoconsommer et revendre le surplus d'électricité ou revendre la totalité de votre production au gestionnaire de réseau.

L’autoconsommation permet d’utiliser directement l’électricité produite sur votre toit pour alimenter vos appareils et votre maison.

Vous réalisez ainsi des économies pouvant atteindre 50% de votre facture d’électricité !

Vous pouvez également opter pour la revente de votre production.

Avec des taux de rentabilité pouvant atteindre 10%, la vente de votre production demeure une option attractive.

Comment cela se passe-t-il ?

Vous signez simplement un contrat avec EDF qui s’engage à acheter votre production à un prix bonifié, connu au moment de la signature et fixe pendant 20 ans.

Chapitres :

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