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COMMENT FONCTIONNENT LES PANNEAUX SOLAIRES ?

Fonctionnement des panneaux solaires

Les panneaux solaires photovoltaïques transforment l’énergie solaire, abondante et gratuite, en électricité. Les panneaux sont installés sur le toit de la maison, sur la partie la plus ensoleillée. Ils sont formés d’une multitude de cellules photovoltaïques qui transforment le rayonnement solaire qu’elles reçoivent en un courant électrique.

Installation photovoltaïque

Quel fonctionnement ?

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.

Solaire thermique, photovoltaïque et aérovoltaïque

Quelles différences ?

Il existe trois types distincts de panneaux solaires :

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 solaires photovoltaïques sont différents puisqu’ils utilisent la lumière du Soleil plutôt que sa chaleur. Plus précisément, les photons que contiennent les rayonnements solaires “excitent” les électrons présents dans les panneaux photovoltaïques, permettant de produire votre électricité.

Les panneaux aérovoltaïques, ou 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.

Toiture

Comment fixer des panneaux solaires ?

Trois choix sont possibles : l’installation intégrée au bâti, l’installation à plat non intégrée au bâti et la surimposition.

Dans le cas de l’installation intégrée au bâti, les panneaux solaires se substituent au toit. Cette intégration est à la fois parfaitement étanche, discrète et design.

Dans la réglementation française, l’intégration au bâti permet de bénéficier d’une prime pour l’achat de votre électricité photovoltaïque. Nos installateurs prévoient une solution qui garantit une étanchéité impeccable entre le panneau et le reste de la toiture.

Le cas de « l’intégration simplifiée au bâti » est similaire. Les panneaux solaires se substituent au toit, mais n’en assurent pas l’étanchéité. Cette dernière est réalisée par une sous-couche spécifique (bac en métal ou en acier).

Enfin, en cas de “surimposition”, les panneaux solaires sont simplement installés au-dessus de votre toiture. Ils produisent de l’électricité mais ne se substituent pas au toit. Cette solution est privilégiée pour l’autoconsommation.

Plus flexible, elle permet d’optimiser l’orientation et l’inclinaison des cellules solaires. Ce procédé améliore également le rendement des cellules photovoltaïques, en évitant la surchauffe.

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 nécessite pas de mise en mouvement du panneau, et donc de pièces mécaniques qui pourraient s’abîmer ou s’enrayer.

Cellule solaire

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. 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. Ce résultat peut toutefois varier en fonction de la technique de fabrication de la cellule photovoltaïque. L’industrie solaire est en constante évolution et chaque année, les méthodes de fabrication sont améliorées. Cela diminue la quantité de silicium et d’énergies nécessaires, et de ce fait, 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.