Depuis 2017, la capacité de production d’énergie solaire a augmenté de 46 % selon les chiffres de Bloomberg New Energy Finance (BNEF). Les panneaux solaires, vous connaissez sûrement bien, voire vous avez déjà investi dans ce mode de production d’énergie via l’offre de financement participatif de Lendopolis. Ils produisent de l’énergie propre à partir de la lumière du soleil. Mais concrètement, comment ça marche ? Dans cet article, découvrez comment fonctionne un panneau solaire.
La composition d’un panneau solaire photovoltaïque
Alors déjà, commençons par les bases : de quoi est constitué un panneau solaire ? Il se compose de ces 3 éléments :
- Un panneau solaire composé de cellules photovoltaïques. Celles-ci transforment l’énergie en tension électrique continue.
- Un système de montage qui permet de fixer le panneau à son support (une toiture, par exemple).
- Enfin, ce que l’on appelle un abergement. C’est ce qui permet de créer une étanchéité entre le panneau solaire et son support.
Afin que le panneau solaire puisse produire de l’énergie, on y ajoute des équipements électriques, notamment un onduleur. Il permet de transformer le courant continu produit par le panneau photovoltaïque en courant alternatif, utilisé par notre système électrique.
Les cellules photovoltaïques
Comment fonctionnent les cellules photovoltaïques ?
Certains composants électroniques peuvent permettre de produire de l’électricité avec de l’énergie solaire. Ceci est rendu possible par l’effet photovoltaïque. C’est Antoine Becquerel qui a fait cette découverte en 1839. Ce phénomène se base sur le comportement des matériaux semi-conducteurs lorsqu’ils sont exposés à la lumière du soleil.
Comment ça marche, concrètement ? La lumière du soleil est composée de ce qu’on appelle des photons. Lorsqu’ils entrent en contact avec des matériaux semi-conducteurs, ils transmettent leur énergie aux électrons semi-conducteurs. Cela génère alors une tension électrique.
Le matériau semi-conducteur le plus utilisé à l’heure actuelle par les fabricants de panneaux solaires est le silicium. Il s’agit d’un élément que l’on extrait du sable ou du quartz. Il représente 90 % du marché photovoltaïque.
Comment mesure-t-on le rendement d’un panneau solaire ?
La quantité d’électricité qui peut être produite par un panneau solaire est mesurée en puissance crête. Il s’agit de l’unité de mesure kWc utilisée sur les pages projets Lendopolis, par exemple. Elle correspond à la puissance électrique que peut délivrer un panneau solaire dans des conditions d’ensoleillement optimales. Ainsi, la puissance réelle produite sera toujours inférieure. Cette donnée est fournie par les constructeurs de panneaux solaires.
Le rendement d’un panneau solaire est influencé par différentes conditions : l’inclinaison du panneau, son orientation et la température extérieure.
Vous pouvez aussi regarder la puissance kWh : elle mesure la quantité d’énergie effectivement produite par le panneau solaire sur une durée donnée (l’heure dans le cas présent). Plus représentative, donc.
Les panneaux monocristallins
Les panneaux monocristallins sont des panneaux solaires dont les cellules photovoltaïques sont composées d’un seul bloc de silicium. C’est pour cette raison que leur teinte est noire. Il s’agit du type de panneau qui affiche les meilleures performances du marché, avec un rendement compris entre 16 % et 24 %. En revanche, leur coût est assez élevé.
Il est possible d’installer des panneaux monocristallins sur une toiture ou directement au sol. Une seule condition doit être respectée : ils ne peuvent jamais être orientés plein Nord afin de bénéficier d’un ensoleillement suffisant.
Les panneaux polycristallins
Les panneaux solaires polycristallins sont des panneaux photovoltaïques composés de plusieurs blocs de silicium. C’est ce qui leur donne leur couleur bleu foncé. Ces panneaux solaires sont moins chers que les panneaux photovoltaïques monocristallins en raison de leur mode de fabrication.
En revanche, leurs rendements sont inférieurs : ils sont compris entre 14 % et 18 % en moyenne. Ainsi, pour obtenir la même puissance qu’avec des panneaux solaires monocristallins, il faut en installer davantage, ce qui prend plus de place. C’est pourquoi ce type de panneaux est plutôt privilégié pour de grandes installations, là où l’espace n’est pas problématique.
Les panneaux amorphes
Les panneaux solaires amorphes sont des panneaux dont les cellules photovoltaïques sont composées d’une faible quantité de silicium. C’est ce qui leur donne leur couleur gris foncé. Ils présentent des avantages intéressants : ils sont peu chers, légers et souples. Autre point important à noter également : parmi toutes les technologies photovoltaïques, c’est la seule qui permet de produire de l’électricité à partir de lumière qui n’est pas naturelle.
En revanche, les rendements sont assez faibles avec ce type de panneaux solaires, tournant entre 5 % et 7 %. Ils ont également une durée de vie assez courte. Ainsi, ils sont majoritairement utilisés pour les très petits supports.
L’onduleur photovoltaïque
Les cellules photovoltaïques que nous venons de vous présenter produisent un courant électrique continu. Or, le réseau électrique que nous utilisons a besoin de courant électrique alternatif. C’est l’onduleur photovoltaïque qui se charge d’effectuer la conversion.
En termes d’onduleur, on a le choix entre deux dispositifs : un onduleur central ou des micro-onduleurs. L’onduleur central s’occupe de transformer le courant électrique de tous les panneaux solaires de l’installation alors que les micro-onduleurs s’occupent plutôt de le faire pour 1 ou 2 panneaux solaires.
L’onduleur central est l’option la moins chère. Il est particulièrement adapté aux installations photovoltaïques où les panneaux solaires sont tous installés dans des conditions similaires, notamment en termes d’orientation. En effet, si un des panneaux cesse de produire de l’énergie, l’onduleur s’arrête pour l’intégralité de l’installation. Si tous les panneaux sont orientés de façon différente, cela peut vite devenir problématique. La durée de vie de ce dispositif est située entre 8 et 12 ans. Ainsi, il doit être remplacé pendant la durée de vie des panneaux, plutôt située entre 25 et 30 ans.
Les micro-onduleurs, quant à eux, sont placés directement derrière les panneaux solaires. Leur durée de vie est plus longue. En effet, ils peuvent fonctionner environ 20 ans. En revanche, ils ne peuvent pas être isolés dans un boîtier protégé comme un onduleur central. Ainsi, ils peuvent plus facilement être endommagés par les intempéries ou les fortes chaleurs. Enfin, l’investissement sera plus conséquent avec cette option car il faut en acquérir davantage.
Le compteur électrique communicant
Peut être avez-vous pour projet d’installer des panneaux solaires afin d’alimenter votre domicile en énergie ? C’est ce qu’on appelle l’autoconsommation solaire.
Si vous souhaitez équiper votre domicile en panneaux solaires, vous aurez forcément besoin d’installer un compteur électrique communicant. Il enregistre votre consommation électrique comme un compteur classique, à la différence près qu’il transmet directement vos données de consommation au réseau électrique.
Vous êtes intéressés par les panneaux solaires ? Vous pouvez participer à leur développement en France et devenir acteur du changement grâce à Lendopolis. Sur notre plateforme, vous pouvez participer au financement de projets de centrales solaires. Découvrez nos projets de financement participatif dès maintenant !