Solaire photovoltaique : fonctionnement

Écrit par les experts Ooreka
Panneau photovoltaïque Conergy © Conergy

Un système photovoltaïque est composé :

  • de modules solaires photovoltaiques : les fameux panneaux solaires, qui convertissent le rayonnement solaire en électricité ;
  • d'accumulateurs qui stockent l'électricité (comme des batteries) en site isolé ;
  • si besoin d'un onduleur pour convertir le courant continu en courant alternatif basse tension (230 V, alternatif 50 Hz), c'est-à-dire en un courant électrique directement utilisable pour les appareils électriques de la maison et accepté sur le réseau électrique.

Panneaux solaires : le module solaire photovoltaique

  • Un panneau solaire, ou module photovoltaïque, est un assemblage de cellules photovoltaïques.
  • Ces cellules étant très fragiles, elles sont protégées par une plaque de verre très résistante.
  • Les modules sont de taille rectangulaire et mesurent entre 0,5 et 3 m2.
  • Ils se montent en série afin de générer un courant électrique de plus forte tension.

Il existe 2 types de modules, selon le type de silicium utilisé pour la cellule :

  • Les modules avec cellules de silicium cristallin : ils ont une durée de vie estimée à 30 ans et un rendement avoisinant les 13 %.  Ils fonctionnent aussi bien sous de fortes puissances que sous de petites puissances. On distingue :
    • Les cellules polycristallines, les plus courantes aujourd'hui : environ 50 % de la production mondiale.
    • Les cellules monocristallines, plus difficiles à fabriquer et donc plus onéreuses. Elles ont cependant un rendement quelque peu supérieur.
  • Les modules avec cellules de silicium amorphe (couche mince) :
    • Ils ont un coût de production plus faibles, mais sont moins fiables sur le long terme et ont un rendement plus faible.
    • Les cellules sont capables de  supporter des températures de chauffe très élevées et sont plus adaptées aux faibles puissances.

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Accumulateur et batterie solaire

  • Ils sont nécessaires en site isolé car la consommation d'électricité et la production d'électricité coïncident rarement.
  • Il faut donc un dispositif de stockage en site isolé.
  • Les modèles les plus répandus pour l'instant sont les batteries au plomb.
  • Elles ont une durée de vie de 10-12 ans.

Onduleur

  • L'onduleur est l'appareil qui rend utilisable l'électricité produite par le module photovoltaïque.
    • Il transforme le courant continu en un courant alternatif qui respecte les normes en vigueur.
    • Il permet et correspond aux caractéristiques techniques des appareils électriques et du réseau qu'il sera amené à alimenter : 230 V, 50 Hz.
    • Il n'y a pas de norme européenne qui garantisse la qualité et la fiabilité de l'onduleur. Vérifiez que :
      • Le rendement de l'onduleur est supérieur à 90 % ;
      • L'onduleur est protégé contre la foudre et les surtensions.
  • Un onduleur a une durée de vie de 10 ans en moyenne.

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