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Énergie solaire photovoltaïque


L’énergie solaire photovoltaïque consiste à générer de l’énergie électrique avec des panneaux solaires et le rayonnement du soleil.

Cette énergie électrique est transformée par un onduleur pour qu’elle puisse être injectée dans le réseau et consommée.

Le procédé utilisé par les panneaux est l’effet photovoltaïque, découvert en 1839 par le physicien français Alexandre-Edmon Becquerel.

L’effet photovoltaïque

Le panneau photovoltaïque se compose de cellules photovoltaïques, ces dernières sont élaborées avec du silicium pur et des ajouts d’impuretés d’éléments chimiques tels que le bore et le phosphore.

Les cellules photovoltaïques peuvent générer un courant de 2 à 4 Ampères à une tension de 0,46 à 0,48 Volts, utilisant comme source le rayonnement lumineux.

Sur le panneau, les cellules sont montées en série afin d’additionner leur tension propre et obtenir une tension de sortie suffisante pour l'utilisation du courant.

Une partie du rayonnement lumineux est perdue par réfléchissement et par conduction à travers la cellule, cet inconvénient est partiellement évité en ajoutant à la cellule une couche antireflet.


Composants d’une installation photovoltaïques

Les pricipaux éléments d’une installation sont :

    1. Les panneaux solaires photovoltaïques. Ils se composent d’un ensemble de cellules connectées en série.

Selon des nombreuses observations, le rendement des panneaux photovoltaïques diminue de-lors que leurs cellules atteignent la température de 25°C, ce qui arrive facilement et, dans ces cas, la perte de rendement est évaluée entre -0,38 % et -0,41 %.

En France, durant l’été, la température ambiante dépasse les 35°C dans certains endroits, la température des panneaux peut dépasser les 50°C et provoquer une perte de rendement supérieure à 10 %.

Il est important de prevoir une bonne ventilation des panneaux lors de leur montage.

    2. Les onduleurs. Ils convertissent le courant continu produit par les panneaux en courant alternatif pour la consommation. Ce courant, de même tension et fréquence que le réseau public, est synchronisé avec ce dernier pour y être injecté.

    3. Le câblage. C’est l’ensemble de conducteurs, connexions et appareillage qui permet le trans port de l’énergie électrique produite vers sa consommation.


Montage d’une installation solaire photovoltaïque

Ces installation son à réaliser par des professionnels spécialisés.
Comme toute installation électrique, celles-ci doivent comporter des protections pour la sécurité des personnes et des équipements.

Le montage en hauteur doit prendre en compte les mesures de sécurité nécessaires à ces conditions de travail.

La première phase de la réalisation consiste à monter la structure métallique devant soutenir les panneaux photovoltaïques. Cette structure a été étudiée pour obtenir l’orientation et l’inclinaison procurant
le meilleur rendement, une mauvaise orientation par
rapport au soleil affecte la production d’énergie.

Ensuite on procède à la fixation des panneaux solaires et,
au final, on réalise le câblage de l’ensemble de l’installation.


Avantages de l’énergie solaire photovoltaïque

Le principal intérêt est d’utiliser une source d’énergie gratuite et inépuisable.

La durée de vie minimum des panneaux photovoltaïque est de 25 ans.

Le retour de l'investissemet initial se fait la 7ème ou la 8ème année de fonctionnement. On peut dire que l'électricité produite au delà de la 8ème année est gratuite.

L’énergie photovoltaïque ne pollue pas et offre un respect maximum de l’environnement.
Les panneaux photovoltaïques et les composants de l'installation sont recyclables à 95 %. Mais, maintenant
qu'on sait recycler le silicium, on peut parler de 100 % recyclable.

S’agissant d’énergie renouvelable elle est génératrice d’économies pour l’utilisateur puisque son prix ne dépend pas de celui des matières premières.

L'énergie consommée pour la construction d'un panneau photovoltaïque est ratrapée lors de sa deuxième année de production.

Panneau solaire composition
Cellule photovoltaïque
Composition cellule photovoltaïque
Installation photovoltaïque
Effet photovoltaïque

Effet photovoltaïque : le rayon lumineux percute la couche de jonction et génére une force électromotrice (volts) entre les semiconducteurs en silicium. Ceci produit un courant électrique dans le circuit extérieur reliant les armatures métalliques.

Cellule photovoltaïque

Composition d'une cellule

Composition d'un panneau photovoltaïque

Exemple d'installation de production électrique solaire