Comment fonctionne le photovoltaïque ?

Les panneaux solaires photovoltaïques et solaires existent depuis un moment déjà et sont à présent de plus en plus prisés dans le cadre de la transition énergétique. Il faut distinguer le panneau solaire thermique qui produit de la chaleur (pour le chauffage de votre maison par exemple) du panneau solaire photovoltaïque qui produit de l’électricité à partir de l’énergie solaire. Cette dernière est illimitée et surtout gratuite, mais n’est malheureusement pas disponible tout le temps. Il est par ailleurs possible de faire installer des panneaux solaires photovoltaïques sur son toit afin de produire sa propre électricité verte pour une autoconsommation et/ou une revente au réseau électrique. Vous voulez comprendre le principe de fonctionnement d’un panneau solaire photovoltaïque ? On vous l’explique dans cet article.

Comment fonctionne un panneau solaire photovoltaïque ?

Pour clarifier les choses, voilà une petite liste des étapes qui permettent de produire de l’électricité avec un panneau solaire photovoltaïque :

• Les photons viennent frapper les cellules photovoltaïques.
• Les électrons se déplacent alors, produisant un courant électrique continu.
• Ce courant électrique continu est transformé en courant alternatif grâce aux onduleurs.

Comment l’énergie du soleil est transformé en électricité ?

Mais essayons de détailler un peu pour savoir comment fonctionne le photovoltaïque. Le principal composant d’un panneau solaire photovoltaïque est un module qui permet de transformer l’énergie du soleil en électricité. Ce procédé est rendu possible par les cellules photovoltaïques qui composent ce module. Chaque cellule est produite à l’aide d’un célèbre matériau semi-conducteur appelé silicium. Ce matériau possède un comportement assez spécifique lorsqu’il est exposé au rayonnement solaire. 

En effet, la lumière du soleil se compose de photons qui vont venir frapper la surface du panneau solaire photovoltaïque. Ils vont ensuite transmettre l’énergie qu’ils comportent aux électrons du matériau semi-conducteur, c’est-à-dire le silicium. Les électrons vont alors se mettre en mouvement, et ce déplacement produira un courant électrique continu. Le système permet ensuite d’additionner les quantités d’électricité produites par les différentes cellules qui composent le panneau solaire photovoltaïque.

Transformation en courant alternatif

Information importante : il est impératif de transformer ce courant électrique continu en courant alternatif afin qu’il soit utilisé au sein de votre logement dans le cas d’une autoconsommation, ou bien envoyé sur le réseau de distribution électrique dans le cas d’une revente. C’est le rôle des onduleurs, machines indispensables à la production d’électricité à partir de l’énergie solaire.

Qu’est-ce que la puissance crête (kWc) d’un panneau ?

Il faut savoir que l’on définit un panneau solaire photovoltaïque par sa puissance crête (en kilowatt-crête ou kWc). Cette donnée correspond à la puissance maximale que peut délivrer le panneau dans des conditions optimales d’ensoleillement. Attention néanmoins, un watt de puissance ne produira pas la même quantité d’électricité si le panneau solaire photovoltaïque est à Lille ou s’il est à Marseille. 

En effet, la quantité et la qualité du rayonnement solaire dans une zone donnée, conditionnent beaucoup la production d’électricité. C’est notamment pour cette raison qu’il est plus rentable de placer un panneau solaire photovoltaïque sur sa toiture lorsqu’on habite dans le Sud que lorsqu’on habite dans le Nord. Tout cela nous amène à nous poser la question capitale du rendement d’une installation photovoltaïque.

Puissance maximale produite dans des conditions standards :

• Ensoleillement de 1000 W/m²
• Température de 25°C
• Orientation optimale

En pratique, la production réelle dépend de votre localisation.

Par exemple :

• Dans le sud de la France : environ 1300 à 1400 kWh/kWc/an
• Dans le nord : environ 900 à 1100 kWh/kWc/an

Le rendement d’un panneau solaire photovoltaïque, c’est quoi ?

Le rendement d’un panneau solaire est le rapport qui existe entre l’énergie qui arrive sur le panneau et celle qui en ressort sous forme d’électricité. On parlera du rendement de l’installation pour le rapport entre l’énergie solaire arrivant sur les panneaux et la production d’électricité en courant alternatif en sortie de l’onduleur.

Avec un même panneau photovoltaïque, il est possible d’obtenir des résultats de production électrique très différents. Effectivement, il peut y avoir différentes pertes lors de la transformation de l’énergie solaire en électricité.

Rendement moyen actuel :

• Panneaux standards : 15 à 20 %
• Panneaux haut rendement : 20 à 24 %

Quels facteurs influencent la production ?

Ainsi, le rendement d’une installation de panneaux solaires photovoltaïques prend en compte de nombreux éléments pour calculer la quantité d’énergie solaire qui sera bel et bien convertie en énergie électrique. Ces paramètres sont notamment :

• La technologie utilisée pour la fabrication du panneau solaire : certaines technologies ont des rendements inférieurs à d’autres.
• La puissance du panneau : c’est la puissance en watts-crête que nous avons évoquée plus haut
• Les autres équipements de votre installation : les onduleurs ou bien les câbles peuvent aussi induire certaines pertes énergétiques
• La zone où est implanté le panneau photovoltaïque : bien évidemment, la qualité et la quantité du rayonnement solaire vont conditionner la production d’électricité
• L’inclinaison et l’orientation du panneau : une orientation Sud avec une inclinaison à 30° est, par exemple, l’installation la plus optimale. Les autres positions induisent des pertes plus ou moins importantes
• Les potentielles ombres : une ombre qui se porterait sur votre installation viendrait diminuer sa performance, à cause d’un arbre par exemple

Ainsi, il est nécessaire de prendre en compte un grand nombre de données, afin de réaliser une bonne installation solaire photovoltaïque. De mauvais choix peuvent vous amener à un projet très cher et peu rentable. À l’inverse, si l’installation est réfléchie,  vous pouvez produire beaucoup, pour un investissement moindre. La notion de rendement est donc primordiale si vous souhaitez réaliser des économies d’énergie.

Par ailleurs, sachez qu’un très bon moyen de faire diminuer vos factures d’énergie reste de changer de fournisseur, Pour cela tout un tas de comparateurs sont disponibles en ligne.

Comment installer un panneau solaire photovoltaïque ?

Tout d’abord, diverses précautions sont à prendre pour installer un panneau solaire photovoltaïque sur une toiture de maison. En effet, ce type de panneau est équipé d’un dispositif que l’on appelle système de fixation car il permet le montage de l’installation sur la toiture. De plus, les installateurs de panneaux solaires photovoltaïques veillent à ce qu’il y ait une bonne étanchéité avec votre toiture. Et il n’y a pas que les panneaux à installer. C’est tout un kit qui est à prévoir : 

• les panneaux solaires,
• les fixations pour les panneaux,
• les capteurs de mesure de consommation,
• un onduleur,
• une système de gestion intelligent de l’énergie, pour piloter votre consommation et vous permettre de réaliser des économies. Ce module vous permet de consommer l’électricité au moment exact où elle est produite et de rentabiliser rapidement votre kit autoconsommation.

Pour être sûr de faire le bon choix, nous vous conseillons de faire appel à un professionnel “Reconnu Garant de l’Environnement” (RGE), gage de qualité, pour évaluer le potentiel de votre toiture.

Vous l’aurez donc compris, le soleil ne sert pas seulement à bronzer, mais peut aussi  vous permettre de produire votre propre électricité gratuite et renouvelable en vue d’une revente et/ou d’une consommation personnelle.

Attention aux arnaques au photovoltaïque

Vous avez été démarché par un vendeur suite à un appel téléphonique ? Et vous avez signé un bon de commande ? Ou on vous a demandé de signer un bon de commande pour effectuer une visite pour l’étude de votre future installation solaire ? Attention aux arnaques à domicile ! Le secteur attire aussi des pratiques abusives. Dans notre article nous traitons des différents types d’arnaques liés au photovoltaïque. Fausses aides, crédit d’impôts inexistant, promesse d’autofinancement irréaliste… Toujours comparer plusieurs devis et vérifier les certifications.

A retenir

Le photovoltaïque permet de transformer la lumière solaire en électricité grâce à l’effet photovoltaïque.
Sa rentabilité dépend :

• De votre localisation
• De la qualité de l’installation
• De l’orientation et de l’inclinaison
• Du dimensionnement du système

Avec une durée de vie de 25 à 30 ans et des rendements dépassant aujourd’hui 20 %, l’énergie solaire constitue une solution durable pour réduire sa facture énergétique et son empreinte carbone.

FAQ sur le fonctionnement des panneaux solaires

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