Solaire photovoltaique : fonctionnement

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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.

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.