Le panneau photovoltaïque, que l’on appelle plus souvent le panneau solaire, fonctionne en captant l’énergie du soleil et en la transformant discrètement et efficacement en électricité pour votre maison ou votre entreprise. Dans cet article nous vous expliquons le fonctionnement des panneaux photovoltaïques grâce à un schéma simplifié.
L’énergie solaire expliquée simplement
Le soleil est un réacteur nucléaire naturel. Il libère de minuscules paquets d’énergie appelés photons, qui parcourent les 149,6 millions de kilomètres séparant le soleil de la Terre en 8,5 minutes environ. Chaque heure, suffisamment de photons frappent notre planète pour générer suffisamment d’énergie solaire pour satisfaire théoriquement les besoins énergétiques mondiaux pendant une année entière.
L’énergie solaire ne produit pas de l’électricité en permanence, mais elle en produit au moment où elle est le plus nécessaire. Cela inclut la journée et les périodes chaudes et ensoleillées, lorsque la demande d’électricité est la plus forte.
Comment fonctionnent les panneaux solaires ?
Lorsque les photons frappent une cellule solaire, ils arrachent des électrons à leurs atomes. Si des conducteurs sont fixés aux côtés positif et négatif d’une cellule, cela forme un circuit électrique. Lorsque les électrons circulent dans un tel circuit, ils génèrent de l’électricité. Plusieurs cellules constituent un panneau solaire, et plusieurs panneaux (modules), de couleur noire, peuvent être reliés entre eux pour former un champ solaire.
Plus vous pouvez déployer de panneaux, plus vous pouvez espérer générer d’énergie.
De quoi sont faits les panneaux solaires ?
Les panneaux solaires photovoltaïques sont constitués de nombreuses cellules solaires placées dans différents types d’emballages en verre. Les cellules solaires sont fabriquées en silicium, comme les semi-conducteurs. Elles sont constituées d’une couche positive et d’une couche négative, qui créent ensemble un champ électrique, comme dans une batterie.
Comment les panneaux solaires produisent-ils de l’électricité ?
Les panneaux solaires photovoltaïques produisent de l’électricité en courant continu (CC). Dans ce cas, les électrons circulent dans une seule direction dans un circuit. Cet exemple montre une batterie alimentant une ampoule électrique. Les électrons se déplacent du côté négatif de la batterie, traversent l’ampoule et retournent au côté positif de la batterie.
Dans le cas de l’électricité en courant alternatif (CA), les électrons sont poussés et tirés, en inversant périodiquement leur sens, un peu comme le cylindre du moteur d’une voiture. Les générateurs créent de l’électricité en courant alternatif lorsqu’une bobine de fil est tournée à côté d’un aimant. De nombreuses sources d’énergie différentes peuvent « tourner la manivelle » de ce générateur, comme le gaz ou le carburant diesel, l’hydroélectricité, le nucléaire, le charbon, le vent ou le soleil.
Que fait un onduleur solaire ?
Un onduleur solaire prend le courant continu du panneau solaire et l’utilise pour créer du courant alternatif. Les onduleurs sont en quelque sorte le cerveau du système. En plus de convertir le courant continu en courant alternatif, ils assurent également la protection contre les défauts de terre et les statistiques du système, notamment la tension et le courant sur les circuits alternatifs et continus, la production d’énergie et le suivi du point de puissance maximale.
Les onduleurs centraux ont dominé l’industrie solaire depuis le début. L’introduction des micro-onduleurs est l’un des plus grands changements technologiques de l’industrie photovoltaïque. Les micro-onduleurs optimisent chaque panneau solaire individuel, et non l’ensemble du système solaire, comme le font les onduleurs centraux. Cela permet à chaque panneau solaire de fonctionner au maximum de son potentiel. Lorsqu’un onduleur central est utilisé, le problème d’un panneau solaire (il est peut-être à l’ombre ou sale) peut faire baisser les performances de l’ensemble de l’installation solaire. Une autre option à envisager est l’utilisation de micro-onduleurs sur chacun des panneaux. Si un panneau solaire a un problème, le reste du champ solaire continue à fonctionner efficacement.
Comment fonctionne un système de panneaux solaires ?
Voici un schéma de fonctionnement d’une installation d’énergie solaire domestique. Tout d’abord, sur le schéma du panneau solaire, on peut voir que la lumière du soleil frappe un panneau solaire sur le toit. Les panneaux convertissent l’énergie solaire en courant continu, qui est acheminé vers un onduleur. L’onduleur convertit le courant continu en courant alternatif, que vous pouvez ensuite utiliser pour alimenter votre maison. Comme vous pouvez le constater sur le schéma du panneau solaire, C’est magnifiquement simple et propre, et cela devient de plus en plus efficace et abordable.
Que se passe-t-il si vous n’êtes pas à la maison pour utiliser l’électricité que vos panneaux solaires produisent chaque jour ensoleillé ? Et que se passe-t-il la nuit lorsque votre système solaire ne produit pas d’électricité en temps réel ? Ne vous inquiétez pas, vous pourrez peut-être bénéficier d’un système appelé « tarifs de rachat », en fonction de votre État et de votre détaillant en énergie.
Un système photovoltaïque (comme décrit sur le schéma du panneau solaire) typique raccordé au réseau produit souvent, pendant les heures de pointe, plus d’énergie que ce dont un client a besoin, de sorte que l’énergie excédentaire est ré-injectée dans le réseau pour être utilisée ailleurs.
Vous vous demandez surement est-ce-qu’un panneau solaire fonctionne sans soleil. Nous y répondons dans un autre article en détail.
Quels sont les composants d’un panneau photovoltaïque ?
Si le panneau photovoltaïque arrive à capter l’énergie solaire pour produire de l’électricité (comme le montre le schéma du panneau solaire), c’est en réalité grâce à ses composantes. Il est composé :
- d’un module qui est constitué des cellules photovoltaïques permettant de transformer l’énergie en tension électrique continue ;
- d’un onduleur qui transforme le courant continu en courant alternatif. Il permet également d’alimenter votre maison ainsi que le réseau de distribution d’électricité ;
- d’un compteur de production permettant de mesurer la quantité d’électricité produite injectée dans le réseau.
À ces composantes s’ajoutent, un boitier de jonction et des câbles pour relier les panneaux entre eux afin de former une structure photovoltaïque.
Comment savoir si un panneau solaire fonctionne ?
Pour savoir si votre panneau solaire fonctionne, il est important de :
- vérifier l’état général du verre de la face avant : il doit être exempt de fissure, de point chaud sur une soudure ;
- vérifier l’état du revêtement de la face arrière : ce dernier ne doit avoir aucune rayure ni trou et doit être bien étanche ;
- diagnostiquer l’état général de la boite de connexion qui ne doit pas être cassée ou fondue ;
- contrôler la tension délivrée par le panneau solaire en mesurant la tension au bout des câbles du panneau à l’aide d’un voltmètre ou multimètre ;
- contrôler la production d’intensité de courant produit en mesurant le courant au bout des câbles du panneau solaire à l’aide d’un ampèremètre ou d’un multimètre.
Pour mieux vérifier le bon fonctionnement d’un panneau solaire, il est plus judicieux de contacter un installateur comme Vecteur Energie.
