Comment fonctionne un panneau solaire

Un panneau solaire est composé des cellules solaires, fabriquées de silicium. Chaque cellule transforme directement la lumière en électricité. Une cellule solaire est composée d’une plaque mince ayant une charge négative en dessus et une charge positive en dessous. Cette plaque est fabriquée de matériel sémi-conducteur, le plus souvent de silicium, qui ne conduit bien que quand il y a de la lumière. L’énergie de la lumière incidente fait démarrer un courant électrique de doigts minces en métal au-devant de la cellule, qui, par l’application électrique, va de nouveau au derrière métallique de la cellule solaire. La cellule transformera une partie plus grande ou plus petite de la lumière en électricité, en fonction du type de silicium.  

Le soleil ne brille pas toujours aussi fort, mais donne quand même assez d’énergie pour faire fonctionner des panneaux solaires par temps nuageux et pour nous donner de l’électricité, aussi en hiver. Nous l’appelons de la lumière indirecte ou diffuse.

Afin de livrer assez d’énergie, il faut placer les panneaux solaires de manière à ce que la lumière y tombe autant que possible. Ils ne doivent pas vraiment être orientés vers le sud. Une orientation entre sud-est et sud-ouest et un angle d’inclinaison entre 20° et 60° livre aussi un bon rendement. Les panneaux photovoltaïques sont liés les uns aux autres et connectés aux batteries ou au courant d’électricité.

Comment fonctionne un système photovoltaïque

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  1. Panneaux Solaires pour capter une partie des rayons du soleil.

  2. Onduleur: un dispositif d'électronique de puissance permettant de délivrer des tensions et des courants alternatifs.

  3. Station de contrôle: Contrôleur solaire du poste du travail, contrôleur de capteur solaire.

  4. Des consommateurs

  5. Injection dans le réseau: la production solaire issue des panneaux est directement injectée dans le réseau par l'intermédiaire d'un compteur de production, généralement placé à proximité du compteur de consommation existant.

PUISSANCE

La puissance d’un système photovoltaïque est exprimée en Wp (watt pointe) ou kWp (kilowatt pointe. 1000 Wp= 1 kWp). C’est la puissance que le système photovoltaïque livre pendant un rayonnement du soleil standard. La puissance par m2 des panneaux photovoltaïques dépend entre autres du type de la cellule et du producteur.
Il varie entre 50 W par m2 pour du silicium amorphe et 170 W par m2 pour des cellules solaires en silicium monocristallin avec haut rendement.
Pour les panneaux ConceptEnergie même jusqu’à 190 W par m².

DES SYSTEMES LIES AU RESEAU

Chez un système photovoltaïque lié au réseau, la tension DC des panneaux photovoltaïque est transformée en une tension AC utile qui est directement livrée au réseau d’électricité. Cela se passe par un transformateur. Des systèmes liés au réseau n’ont pas besoin de batterie.
Quand les consommateurs utilisent moins d’électricité que livrent les panneaux photovoltaïques, le résidu est dirigé au réseau. Le compteur de l’électricité retournera en ce moment. Pendant la nuit et quand le soleil ne livre pas assez d’électricité, l’énergie nécessaire sera pris du réseau d’électricité.

EFFICACITE ET RENDEMENT PAR M2

Un panneau photovoltaïque ayant une surface de 1m² livre par an moyennement un peu plus de 100 kWh. Par le haut rendement par m² des panneaux ConceptEnergie, c’est même jusqu’à 160 kWh/m² ou plus. La consommation d’électricité moyenne d’une famille en Suisse est 3500 à 4000 kWh par an.
Pour produire cette électricité on aurait besoin d’une installation ayant une surface de 35 à 40 m2.
A cause du lien du système au réseau d’électricité, le système ne doit pas produire annuellement autant d’électricité qu’une famille consomme.

Dans la pratique les mesures de l’installation dépendent plutôt du budget disponible et du lieu disponible que du rendement.

SYSTEMS AUTONOMES

Un système photovoltaïque autonome produit de l’électricité pour un consommateur d’électricité qui n’est pas lié au courant d’électricité. Le panneau photovoltaïque livre directement de l’électricité au consommateur d’électricité, le résidu est stocké dans une batterie.

Pendant la nuit ou quand le soleil ne livre pas assez d’électricité, le consommateur d’électrcité prend de l’énergie de la batterie. Des exemples typiques sont des calculateurs, montres, l’éclairages des jardins et des rues, des parcmètres, des caravanes et aussi des bâtiments dans des régions isolées.

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