Comment fonctionnent les panneaux photovoltaïques ?
L’installation de panneaux photovoltaïques est une solution intéressante en tant que professionnel. Comment ça marche ? Comment fonctionne un panneau photovoltaïque ? Tout ce qu’il faut savoir.
Qu'est-ce qu'un panneau photovoltaïque ?
Un panneau photovoltaïque se définit comme un dispositif rectangulaire permettant de capter l’énergie solaire afin de la transformer en électricité. Ce type de panneau est posé soit au sol, soit sur les toits afin de récupérer le maximum de lumière du soleil à partir des rayons.
La composition d'un panneau photovoltaïque
Un panneau photovoltaïque est composé :
de la structure porteuse, généralement en aluminium ;
du « capot avant ». Il s'agit d'une plaque de verre protégeant les cellules solaire et permettant une forte transparence pour le passage de l’énergie solaire ;
de plusieurs cellules composées d’un matériau dit « semi-conducteur », le silicium ;
du back-shift ou face arrière du panneau, composé d’EVA (polymère thermoplastique) qui permet d’encapsuler les cellules ;
d'une boîte de jonction électrique permettant la transmission de l’énergie produite.
Une fois le courant électrique produit par les cellules, ce courant continu doit être transformé en courant alternatif pour être exploité par votre entreprise ou votre exploitation agricole. Il est donc acheminé vers un onduleur. L’onduleur est l’élément qui permet de convertir le courant continu en courant alternatif et d’utiliser l’électricité produite.
Les différents types de panneaux photovoltaïques
On distingue principalement deux types de panneaux photovoltaïques :
Les panneaux cristallins, dans lesquels se trouvent :
Les panneaux monocristallins, composés d’un seul cristal de silicium, souvent de couleur noire ou bleue foncée. Ces installations offrent le meilleur rendement, de 16 à 24 % environ, mais leur coût est un peu plus important.
Les panneaux polycristallins, qui contiennent plusieurs cristaux de silicium, de couleur bleue. Ils sont particulièrement adaptés pour une installation disposant d'une moins bonne orientation, avec un rendement compris entre 14 et 18 % environ.
Les panneaux dits « couche-mince », utilisant la technologie amorphe. Cette technologie affiche un rendement inférieur aux panneaux cristallins mais se révèle particulièrement pertinente dans les zones très chaudes du globe. En effet, ses pertes de rendement dues à la chaleur sont très inférieures à la technologie cristalline.
Le saviez-vous ?
Le panneau solaire photovoltaïque est à distinguer du panneau solaire thermique. Ce dernier transforme l’énergie solaire en chaleur OU indirectement en électricité. Quant au panneau solaire photovoltaïque, il s’agit d’un dispositif qui produit uniquement de l’électricité.
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Panneau solaire photovoltaïque : comment l'énergie solaire est-elle transformée en électricité ?
Le fonctionnement du panneau solaire photovoltaïque se déroule en trois étapes principales : la captation des rayons solaires, la transformation en électricité et la transmission de l'électricité produite.
1. Captation de la lumière du soleil
Les particules qui composent les rayons du soleil – les photons – viennent « frapper » les cellules dites photovoltaïques. Cette rencontre entre les deux éléments produit de l’énergie, car l’énergie issue des photons est transformée, par réaction, en électrons.
2. Conversion de la lumière en électricité
En circulant, les électrons produisent un courant électrique continu. Or, ce type de courant n’est pas directement exploitable en l’état. Il doit être transformé en courant alternatif par l’onduleur solaire pour que l’électricité produite puisse être diffusée et utilisée dans l’entreprise, le bâtiment ou encore l’exploitation agricole.
3. Transmission de l'électricité produite
Lorsque le courant alternatif est produit, l’électricité produite par l'installation photovoltaïque peut être utilisée de trois façons différentes :
L’autoconsommation complète : l’électricité est utilisée pour les besoins de l’entreprise ou de la collectivité, et l’excédent est stocké (dans une batterie de stockage spécifique) pour être utilisé ultérieurement.
La revente totale de l’électricité produite qui va ainsi être réinjectée dans le réseau.
L’autoconsommation partielle et la revente (ou non) du surplus. Autrement dit, l’entreprise ou la collectivité utilise l’électricité produite dont elle a besoin et l’excédent est soit revendu au réseau, soit donné (en cas d’absence de contrat signé).
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Comment optimiser le fonctionnement des panneaux photovoltaïques ?
Le fonctionnement d’un panneau photovoltaïque peut être optimisé afin d’obtenir un meilleur rendement, c’est-à-dire le rapport entre l’énergie qui arrive sur le panneau et celle produite sous forme d’électricité.
Trois principaux éléments permettent d’améliorer l’efficacité de votre installation :
L’orientation : dans l’hémisphère Nord, il est préférable d’orienter les panneaux le plus possible vers le Sud pour augmenter la captation du rayonnement direct du soleil ;
L’inclinaison : Sous nos latitudes, une inclinaison à 30° est la meilleure façon d’optimiser le fonctionnement de votre panneau photovoltaïque. Quoi qu’il en soit, il convient d’éviter au maximum les zones d’ombres sur votre installation.
Le choix du matériel électrique qui conduit les électrons. Pour garantir le meilleur rendement, il convient de mettre en place du matériel électrique suffisamment dimensionné : cela évitera les échauffements électriques et les pertes en ligne qui en résultent.
Dans tous les cas, il convient d’éviter les ombrages pour les panneaux.
Comment installer un panneau photovoltaïque ?
Chaque panneau photovoltaïque est composé d’un système de fixation qui se doit d’être correctement installé pour garantir le bon maintien de votre installation. Pour vous garantir une pose en bonne et due forme, il est vivement recommandé de faire appel à un professionnel qualifié RGE (Reconnu Garant de l’Environnement). Ce dernier prend les dimensions de votre toit et en fonction de vos besoins, il vous propose ensuite un devis pour l’installation. N’hésitez pas à consulter les avis des professionnels qui ont déjà fait appel à l’artisan en question, ainsi qu’à demander deux ou trois devis différents auprès de différents installateurs pour comparer les prix et opter pour l’offre la plus intéressante.
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Production d'énergie solaire : quelles aides pour installer des panneaux photovoltaïques ?
Vous pouvez prétendre à des aides financières pour l’installation de panneaux photovoltaïques :
La prime à l’autoconsommation photovoltaïque, en tant que contributeur à la transition énergétique. Cette prime à l’investissement est dégressive et dépend de la puissance des panneaux.
Le taux de TVA réduit à 10 %, pour les installations reliées au réseau d’une puissance inférieure ou équivalente à 3 kWc.
L’obligation d’achat, qui permet d’injecter de l’électricité produite sur le réseau et de la revendre à un acheteur à un prix encadré légalement.
Pour connaître toutes les informations et vous assurer de la rentabilité de votre projet, rendez-vous sur le site photovoltaique.info.fr.
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