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L’énergie solaire photovoltaïque

Les panneaux solaires photovoltaïques transforment directement la lumière solaire en énergie électrique. Cette énergie renouvelable a le vent en poupe et est disponible à l'échelle industrielle comme à l'échelle individuelle.

Qu’est-ce qu’un panneau solaire photovoltaïque ?

Un panneau solaire est un dispositif destiné à récupérer une partie de l’énergie du rayonnement solaire pour la convertir en une forme d’énergie (électrique ou thermique) utilisable par l’homme.

ATTENTION : Ne pas confondre les panneaux solaires photovoltaïques qui produisent de l’électricité aux panneaux solaires thermiques qui produisent de la chaleur.

Les cellules photovoltaïques

Les cellules photovoltaïques sont formées de plusieurs couches de silicium superposées, dont la composition chimique est différente. Plusieurs cellules sont raccordées entre elles afin de former un module photovoltaïque, appelé aussi panneau solaire.

Les cellules photovoltaïques

Panneaux solaires intégrés au toit de la maison

Les panneaux solaires peuvent aussi être directement intégrés au bâti

Panneaux solaires intégrés au toit de la maison

Les panneaux solaires peuvent aussi être directement intégrés au bâti

Cette conversion est encore peu performante puisque son rendement ne dépasse pas les 15 à 18% (ce rendement correspond au ratio énergie électrique produite / énergie lumineuse reçue).
Il existe trois grands types de cellules photovoltaïques, en fonction du silicium qui la composent :

le silicium monocristallin. Il s’agit du silicium le plus pur et qui obtient les meilleurs rendements de transformation de l’énergie lumineuse en courant électrique (18%),
le silicium polycristallin. Il s’agit de lingots constitués par des résidus fondus de silicium monocristallin, dont le rendement peut atteindre les 16%,
Ces deux catégories représentent à elles seules 80% du marché !
le silicium amorphe. Il obtient le niveau de rendement le plus faible (aux alentours de 8%) et est employé pour des usages peu gourmands en énergie (les calculettes, luminaires de jardin…).

Quand elle reçoit de la lumière, la cellule photovoltaïque la transforme en petit courant électrique d’environ 5 à 7 ampères. Le courant délivré est un courant continu. Or, nos appareils domestiques sont majoritairement conçus pour recevoir du courant alternatif. L’équipement photovoltaïque doit donc être relié à un onduleur qui sera chargé de transformer le courant continu délivré par les cellules photovoltaïques en courant alternatif dont les caractéristiques sont identiques à celles de l’électricité du réseau (soit une tension de 230 volts et une fréquence de 50 hertz).

Les modules photovoltaïques

Schéma d'un module photovoltaïque

Schéma d'un module photovoltaïque

Les modules photovoltaïques ont une durée de vie de 20 à 30 ans. Ils sont garantis par les fabricants et sont insérés dans un cadre étanche résistant aux intempéries, intégrable à la plupart des architectures. Ils sont généralement mis en toiture mais on les trouve également de plus en plus souvent en façade, en protections solaires, en verrières …
Aujourd’hui, il existe des modules souples (en rouleaux), qui sont intégrés à des revêtements d’étanchéité destinés à recouvrir les toitures-terrasses. Ces modules en rouleaux s’installent sur des constructions neuves, et viennent remplacer les revêtements d’étanchéité traditionnels.
Ceci dit, leur productivité d’énergie par unité de surface installée est 2 fois moins élevée que celle des panneaux rigides traditionnels.

Principe de fonctionnement

Le processus décrit ci-dessous concerne aussi bien les installations à l’échelle industrielle qu’une installation chez le particulier.

solaire_photovoltaique_fonctionnement

Du soleil à vos équipements électriques

Les rayons du soleil qui entrent en contact avec le panneau solaire sont transformés en courant électrique continu par les cellules photovoltaïques contenues dans le module.
Le courant transmis passe par un onduleur dont le rôle est de convertir le courant continu en courant alternatif.
Un compteur électrique est branché à la sortie de l’onduleur afin de déterminer la production des panneaux solaires et d’établir la facturation de vente de l’électricité produite via le réseau.

ATTENTION : L’électricité empruntant toujours le chemin le plus court, c’est le consommateur le plus proche qui est alimenté par le système photovoltaïque : le producteur est ainsi le premier bénéficiaire de l’électricité produite. Mais si vous produisez plus d’électricité que vous n’en consommez, le surplus est automatiquement transporté vers le réseau électrique : vous pouvez ainsi revendre votre électricité à EDF !

Les Conseils Economie d’Energie
Ce n’est pas parce que vous produisez votre propre électricité qu’il faut la gaspiller :

privilégiez donc les appareils économes en énergie (lampe à basse consommation, réfrigérateur performant..),
pensez à vérifier l’étiquette énergie de votre électroménager et privilégiez les produits bénéficiant d’un « éco label » européen. Ce label est décerné aux produits de haute qualité « plus verts » et plus respectueux de l’environnement !

Le dimensionnement de vos panneaux
Voici un tableau indicatif du dimensionnement de vos modules photovoltaïques :

Le dimensionnement de vos panneaux

Le dimensionnement de vos panneaux

Le photovoltaîque raccordé au réseau
Si votre logement est raccordé au réseau électrique, le système photovoltaïque est l’énergie renouvelable la plus facile à exploiter pour réaliser des économies d’électricité! En effet, il ne nécessite aucune maintenance puisque l’injection de l’électricité produite par vos panneaux solaires est automatique.
Le fonctionnement de vos panneaux est simple : les rayons du soleil se transforment en électricité grâce à vos panneaux solaires installés, soit en toiture, soit en terrasse, en garde-corps de fenêtres…
Lorsque le soleil brille, les panneaux produisent de l’électricité qui peut :

soit être intégralement consommée par vos appareils électriques,
soit être partiellement consommée puis vendue à EDF (ou à votre régie d’électricité),
soit être entièrement revendue à EDF.

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Schéma de vente du surplus d'électricité photovoltaïque

Schéma de vente de la totalité de son solaire photovoltaïque

Schéma de vente de la totalité de son solaire photovoltaïque

Le photovoltaïque en site isolé
Si vous ne pouvez pas être raccordé au réseau électrique, vous pouvez tout de même avoir accès à l’électricité grâce à l’énergie photovoltaïque. Mais contrairement à l’électrification raccordée au réseau, l’inclinaison des modules photovoltaïques doit être de préférence à 45° à l’horizontale.
Il est également préférable d’installer un parc de batteries d’accumulation pour stocker l’énergie produite: ainsi, l’électricité produite le jour peut servir la nuit ou les jours de mauvais temps.
L’installation électrique du site peut être réalisée :

en courant continu : le plus souvent pour l’utilisation d’appareils économes en énergie (ce sont des appareils spécifiques),
en courant alternatif : les appareils électriques classiques peuvent alors être utilisés, mais la mise en place d’un onduleur est nécessaire pour transformer le courant continu produit par les panneaux photovoltaïques en courant alternatif.

ATTENTION : Pour mettre en place vos panneaux solaires, votre mairie doit vous accorder l’autorisation d’électrifier le site. Renseignez-vous au préalable de la faisabilité du projet !
Vous pouvez bénéficier d’aides financières de la part de l’ADEME, de votre région, de votre département ou de votre commune pour la mise en place de votre module photovoltaïque mais certaines conditions sont imposées :
il doit s’agir d’une installation réalisée :
dans votre résidence principale
dans un bâtiment à usage professionnel
dans un bâtiment à vocation touristique
le coût de l’électrification par énergie photovoltaïque doit être inférieur à celui du raccordement au réseau : vous devez donc demander un devis de raccordement à EDF

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