13 mai 2024

Comment fonctionnent les panneaux photovoltaïques ?

Les panneaux photovoltaïques sont de plus en plus prisés par de nombreux ménages afin de réduire leurs factures d’électricité et leur empreinte carbone. Ils transforment l’énergie solaire, propre et inépuisable, en électricité utilisable au quotidien. Mais concrètement, comment fonctionne ce dispositif ? Quels sont ses composants et comment fait-il pour nous permettre d’exploiter l’énergie solaire dans notre maison ?

Dans cet article, Quito, votre expert en rénovation énergétique, vous explique plus en détail le fonctionnement des panneaux solaires.

De quoi se composent les panneaux photovoltaïques ?

Pour comprendre le fonctionnement des panneaux solaires, penchons-nous d’abord sur quelques-uns de ses composants.

Les cellules photovoltaïques

Les cellules photovoltaïques sont au centre du fonctionnement des panneaux solaires. Elles sont composées de silicium, un matériau semi-conducteur qui absorbe la lumière solaire. Ces cellules sont assemblées et branchées entre elles pour former plusieurs modules photovoltaïques.

On parle de panneau solaire monocristallin lorsque ses cellules sont fabriquées à partir d’un seul cristal de silicium. Il se démarque par une couleur noire et unie. À l'inverse, le panneau solaire polycristallin possède des cellules photovoltaïques composées de plusieurs cristaux de silicium. Sa couleur n’est pas 100 % homogène.

Le fond du panneau photovoltaïque

Le fond du panneau est le support sur lequel sont installées les cellules. Il sert également de protection contre l'humidité. Il s’agit de la partie posée contre la toiture.

Le verre de protection

Au-dessus de ces cellules se trouve un verre trempé et transparent qui les protège. Solide, il résiste aux chocs, aux différences de température, à l'humidité et aux rayons UV. Ainsi, il offre une protection optimale. Évidemment, ce verre doit être bien entretenu et nettoyé de temps en temps afin de permettre aux cellules photovoltaïques de capter un maximum d’énergie solaire.

Les raccordements électriques

À l’arrière du panneau photovoltaïque se trouve un boîtier de dérivation qui permet de raccorder le panneau au système électrique et au reste de l’installation photovoltaïque : onduleur, batterie, compteur électrique.

Le principe de fonctionnement d’un panneau photovoltaïque

Les panneaux photovoltaïques transforment l’énergie solaire en électricité. Cette conversion est possible grâce à un processus qui se déroule en plusieurs étapes.

1. L’absorption de l’énergie solaire par les panneaux

En journée, les cellules photovoltaïques du panneau vont capter la lumière directe et indirecte du soleil. Cette énergie solaire, composée de photons, entre en contact avec les cellules composées de silicium. Cette rencontre entre photons et silicium stimule et libère les électrons contenus dans les cellules.

C’est uniquement la lumière du soleil qui permet aux panneaux solaires de fonctionner. La chaleur n’intervient pas dans le processus. Ainsi, de nuit, votre installation ne fonctionnera pas, même s’il fait chaud ! De plus, l'inclinaison de vos panneaux, l’orientation du toit et le niveau d'ensoleillement auront une influence sur le rendement de vos panneaux solaires. Une journée nuageuse sera moins productive qu’une journée ensoleillée, même si vos panneaux solaires captent toujours la lumière indirecte du soleil.

2. La création d’un courant électrique continu

Les cellules photovoltaïques des panneaux solaires sont composées d’une couche négative (avec un surplus d’électrons) exposée à la lumière et d’une couche positive (avec un déficit d’électrons) sur la face arrière.

Lorsque les électrons sont libérés par les photons, ils se déplacent tous dans le même sens, de la couche négative à la couche positive. Ce mouvement des électrons permet de créer un courant électrique continu (DC), comme pour une pile. Cette capacité du silicium à créer de l’électricité au contact de la lumière s’appelle “l’effet photovoltaïque”.

3. La conversion en courant alternatif avec l’onduleur

Ce courant électrique continu ne peut pas être utilisé tel quel pour alimenter vos appareils et l’éclairage de votre maison. Il doit d’abord être transformé en courant alternatif (AC).

Pour ce faire, vos panneaux solaires sont raccordés à un onduleur. Cet appareil convertit le courant continu issu de vos panneaux en courant alternatif. L’électricité ainsi obtenue est compatible avec l’installation électrique de votre maison.

4. Utilisation de l’électricité verte

En fonction de votre installation photovoltaïque, vous avez 3 possibilités : consommer directement l’électricité, la stocker pour plus tard ou l’injecter dans le réseau de distribution.

La consommation directe d’électricité

L’onduleur solaire est relié à votre compteur électrique. Ainsi, l’électricité convertie en courant alternatif peut être utilisée immédiatement pour votre usage domestique. C’est ce qu’on appelle l’autoconsommation instantanée : vous consommez directement l’électricité verte produite en journée.

Le stockage de l’électricité dans une batterie

Si vous n’utilisez pas toute l’électricité produite par vos panneaux solaires, vous pouvez la stocker dans une batterie domestique, un appareil que vous ajoutez à votre installation photovoltaïque. Elle vous permet de conserver le surplus d’électricité pour plus tard, lorsque vous en aurez besoin et que vos panneaux solaires ne produisent plus d’énergie, comme le soir ou la nuit.

L’injection du surplus dans le réseau de distribution

Si vous ne possédez pas de batterie et que votre production dépasse votre consommation, l'électricité supplémentaire est injectée dans le réseau de distribution.

Si vous possédez toujours un compteur qui tourne à l’envers, celui-ci soustrait l’électricité injectée de votre consommation électrique. Avec un nouveau compteur intelligent à double flux, le surplus injecté est vendu au fournisseur à un tarif d’injection déterminé. Dans les deux cas, vos panneaux solaires vous permettent de réduire votre facture d’énergie !

Quito, votre installateur de panneaux solaires

Vous souhaitez une installation photovoltaïque pour réduire votre facture d’énergie et diminuer votre empreinte carbone ? Faites appel à Quito ! Nous vous proposons des panneaux solaires de dernière génération et des onduleurs solaires performants. En fonction de votre consommation d’électricité et des contraintes techniques, nous vous proposons l’installation la plus adaptée pour un rendement optimal toute l’année !

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