Comment exploiter un panneau solaire ?
Le coût de l’énergie solaire s’étant effondré ces dernières années, parallèlement à des améliorations majeures en termes d’efficacité technique et de qualité de fabrication, de nombreux propriétaires américains commencent à considérer l’énergie solaire comme une solution énergétique alternative viable. Alors que l’énergie solaire fait son entrée sur les marchés de l’énergie, la grande question qui se pose est la suivante : « Comment fonctionnent les panneaux solaires ? ». Dans cet article, tout-reparer.fr vous explique exactement comment les panneaux solaires produisent de l’énergie pour votre maison et dans quelle mesure il est vraiment pragmatique d’opter pour l’énergie solaire.
Table des matières
Comment fonctionnent les panneaux solaires ? Aperçu étape par étape du processus de production d’énergie solaire
En résumé, un panneau solaire fonctionne et produit de l’électricité lorsque des particules de lumière solaire libèrent des électrons des atomes, mettant en mouvement un flux d’électrons. Ce flux d’électrons est de l’électricité, et les panneaux solaires sont conçus pour capter ce flux et en faire un courant électrique utilisable.
La production d’énergie solaire commence lorsque les panneaux solaires absorbent la lumière du soleil à l’aide de cellules photovoltaïques, générant cette énergie en courant continu (CC), puis la convertissant en courant alternatif (CA) utilisable à l’aide de la technologie des onduleurs. L’énergie CA passe ensuite par le panneau électrique de la maison et est distribuée en conséquence. Les principales étapes du fonctionnement des panneaux solaires pour votre maison sont les suivantes :
- Les cellules photovoltaïques absorbent l’énergie du soleil et la convertissent en électricité CC.
- L’onduleur solaire convertit l’électricité CC de vos modules solaires en électricité CA, qui est utilisée par la plupart des appareils ménagers.
- L’électricité circule dans votre maison et alimente les appareils électroniques.
- L’électricité excédentaire produite par les panneaux solaires est injectée dans le réseau électrique.
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Comment les panneaux solaires produisent-ils de l’électricité ?
Un panneau solaire standard (également appelé module solaire) se compose d’une couche de cellules de silicium, d’un cadre métallique, d’une enveloppe en verre et de divers câblages permettant au courant de circuler entre les cellules de silicium. Le silicium (numéro atomique 14 dans le tableau périodique) est un non-métal doté de propriétés conductrices qui lui permettent d’absorber et de convertir la lumière du soleil en électricité. Lorsque la lumière interagit avec une cellule de silicium, elle met les électrons en mouvement, ce qui déclenche un flux de courant électrique. C’est ce qu’on appelle « l’effet photovoltaïque », qui décrit la fonctionnalité générale de la technologie des panneaux solaires.
Le processus photovoltaïque fonctionne selon les étapes simplifiées suivantes :
- La cellule solaire photovoltaïque en silicium absorbe le rayonnement solaire.
- Lorsque les rayons du soleil interagissent avec la cellule de silicium, les électrons commencent à se déplacer, créant ainsi un flux de courant électrique.
- Des fils captent et acheminent cette électricité en courant continu (CC) vers un onduleur solaire pour la convertir en courant alternatif (CA).
Qu’en est-il des technologies solaires alternatives au photovoltaïque ?
Dans cet article, nous avons parlé du solaire photovoltaïque, ou PV, car il s’agit du type de production d’énergie solaire le plus courant, en particulier pour les particuliers et les entreprises. Mais il en existe d’autres, qui fonctionnent différemment des panneaux solaires photovoltaïques traditionnels. Deux des options solaires alternatives les plus courantes qui fonctionnent différemment des panneaux PV sont l’eau chaude solaire et l’énergie solaire concentrée.
Eau chaude solaire
Les systèmes de production d’eau chaude solaire captent l’énergie thermique du soleil et l’utilisent pour chauffer l’eau de votre maison. Ces systèmes sont constitués de quelques composants principaux : des capteurs, un réservoir de stockage, un échangeur de chaleur, un système de régulation et un chauffage d’appoint.
Dans un système de chauffe-eau solaire, il n’y a pas de mouvement d’électrons. Au lieu de cela, les panneaux transforment la lumière du soleil en chaleur. Les panneaux d’un système solaire thermique sont appelés « capteurs » et sont généralement installés sur un toit. Ils collectent l’énergie de manière très différente des panneaux photovoltaïques traditionnels : au lieu de produire de l’électricité, ils produisent de la chaleur. La lumière du soleil traverse la vitre du capteur et frappe un composant appelé « plaque absorbante », dont le revêtement est conçu pour capter l’énergie solaire et la convertir en chaleur. Cette chaleur générée est transférée à un « fluide de transfert » (antigel ou eau potable) contenu dans de petits tuyaux dans la plaque.
L’énergie solaire concentrée
L’énergie solaire concentrée (également appelée énergie solaire à concentration ou énergie solaire thermique à concentration) fonctionne de manière similaire à l’eau chaude solaire, en ce sens qu’elle transforme la lumière du soleil en chaleur. La technologie CSP produit de l’électricité en concentrant l’énergie solaire thermique à l’aide de miroirs. Dans une installation CSP, des miroirs reflètent le soleil vers un point focal. À ce point focal se trouve un absorbeur ou un récepteur qui recueille et stocke l’énergie thermique.
La technologie CSP est le plus souvent utilisée dans des installations à l’échelle industrielle pour fournir de l’énergie à un réseau électrique.
Comment fonctionne la connexion au réseau avec les panneaux solaires ?
Bien que la production d’électricité à l’aide de panneaux solaires puisse sembler logique à la plupart des gens, il existe encore une grande confusion quant à la manière dont le réseau électrique est pris en compte dans le processus de production d’énergie solaire domestique. Toute maison connectée au réseau électrique est équipée d’un compteur électrique que votre fournisseur d’énergie utilise pour mesurer et fournir de l’électricité à votre maison. Lorsque vous installez des panneaux solaires sur votre toit ou sur un support au sol sur votre propriété, ils sont finalement reliés au compteur électrique de votre maison. La production de votre système solaire est en fait accessible et mesurée par ce compteur.
La plupart des propriétaires américains ont accès à la facturation nette, une incitation majeure à l’énergie solaire qui améliore considérablement la rentabilité de l’énergie solaire. Si vous bénéficiez de la facturation nette, vous pouvez envoyer de l’électricité au réseau lorsque votre système solaire est en surproduction (par exemple, pendant la journée lors des mois d’été ensoleillés) en échange de crédits sur votre facture d’électricité. Ensuite, pendant les heures de faible production d’électricité (comme la nuit ou les jours couverts), vous pouvez utiliser vos crédits pour tirer de l’énergie supplémentaire du réseau et répondre à la demande d’électricité de votre ménage. Dans un sens, la facturation nette offre une solution de stockage gratuite aux propriétaires qui optent pour l’énergie solaire, ce qui fait du solaire une solution énergétique tout-en-un.
Autres éléments importants des panneaux solaires
Outre ses cellules solaires en silicium, un module solaire typique comprend une enveloppe en verre qui offre durabilité et protection aux cellules photovoltaïques en silicium. Sous l’enveloppe de verre, le panneau comporte une couche d’isolation et une feuille de protection arrière, qui protège contre la dissipation de la chaleur et l’humidité à l’intérieur du panneau. Cette isolation est importante car l’augmentation de la température entraîne une diminution de l’efficacité, d’où une baisse des performances du panneau solaire.
Les panneaux solaires sont dotés d’un revêtement antireflet qui augmente l’absorption de la lumière du soleil et permet aux cellules de silicium de recevoir une exposition maximale à la lumière du soleil. Les cellules solaires en silicium sont généralement fabriquées sous deux formes : monocristalline ou polycristalline. Les cellules monocristallines sont constituées d’un seul cristal de silicium, tandis que les cellules polycristallines sont constituées de fragments ou d’éclats de silicium. Les formats monocristallins offrent plus de place aux électrons pour se déplacer et offrent donc une technologie solaire plus efficace que les polycristallins, bien qu’ils soient généralement plus chers. Toute l’équipe de tout-reparer.fr reste à votre disposition dans l’espace commentaire du blog.
Maelle, la rédactrice du site tout-reparer.fr, est une passionnée de bricolage depuis son plus jeune âge. Née le 12 mars 1985 à Paris, elle a grandi dans une famille où le DIY (Do It Yourself) était une véritable philosophie de vie.
Dès son adolescence, Maelle s’est découvert un talent inné pour la réparation et l’aménagement. Elle adorait démonter et remonter les objets de la maison pour comprendre leur fonctionnement. Son père, bricoleur chevronné, l’encourageait en lui offrant des outils et des manuels de réparation.