Panneaux solaires : Que sont les panneaux solaires ?

Que sont les panneaux solaires ?

Les cellules photovoltaïques (PV), souvent appelées cellules solaires, sont utilisées dans les Panneaux solaires pour convertir la lumière du soleil en électricité.

Cette alimentation peut ensuite être connectée au réseau électrique de votre maison.

La technologie solaire est assez ancienne ; pourtant, alors que les fondamentaux restent les mêmes, l'efficacité des Panneaux solaires s'est considérablement améliorée ces dernières années.

La grande majorité des cellules solaires sont constituées de silicium, ce qui a amélioré l'efficacité et le coût à mesure que les matériaux sont passés des types de silicium amorphe (non cristallin) aux types de silicium polycristallin et cristallin (monocristal).

Contrairement aux piles à combustible ou aux batteries, les cellules solaires n'utilisent pas de réactions chimiques ou n'ont pas besoin de carburant pour produire de l'électricité, et elles ne possèdent pas de pièces mobiles, contrairement aux générateurs électriques.

Les cellules solaires peuvent être regroupées en matrices, qui sont d'énormes groupes de cellules.

Ces tableaux sont composés de milliers de cellules individuelles.

Ils peuvent fonctionner comme des centrales électriques, convertissant la lumière du soleil en électricité et la distribuant aux consommateurs commerciaux, industriels et résidentiels.

Les propriétaires ont installé des cellules solaires dans des conceptions considérablement plus petites sur leurs toits, appelées panneaux de cellules solaires ou simplement panneaux solaires, pour remplacer ou compléter leur source d'énergie normale.

Les panneaux de cellules solaires sont également utilisés pour fournir de l'électricité dans de nombreuses régions terrestres éloignées où les sources d'énergie électrique normales sont soit indisponibles, soit excessivement coûteuses à construire.

Comment fonctionnent les panneaux solaires ?

Les Panneaux solaires collectent et convertissent l'énergie renouvelable pure de la lumière du soleil en électricité, qui peut ensuite être utilisée pour les charges électriques.

Les Panneaux solaires sont constitués de plusieurs cellules solaires, dont chacune comprend des couches de silicium, de phosphore (qui donne la charge négative) et de bore (qui donne la charge positive).

Les photons sont absorbés par des panneaux solaires, qui génèrent un courant électrique.

L'énergie libérée lorsque les photons entrent en collision avec la surface du Panneau Solaire provoquent l'expulsion des électrons des orbites atomiques et leur décharge dans le champ électrique créé par les cellules solaires, ce qui entraîne ensuite ces électrons libres dans le courant directionnel.

L'effet photovoltaïque fait référence à l'ensemble du processus.

Le ménage moyen a plus qu'assez d'espace sur le toit pour accueillir le nombre requis de Panneaux solaires pour générer suffisamment d'électricité solaire pour répondre à ses besoins en énergie.

Tout excès d'électricité généré est injecté dans le réseau électrique principal, qui se rentabilise en réduisant la consommation d'électricité la nuit.

Un Panneau Solaire crée de l'électricité pendant la journée qui est ensuite utilisée dans la maison la nuit dans une configuration bien équilibrée connectée au réseau.

Les propriétaires de générateurs solaires peuvent recevoir un remboursement si leur système génère plus d'énergie que ce qui est nécessaire dans la maison, grâce aux programmes de facturation nette.

Un contrôleur de charge, un banc de batteries et, dans la plupart des cas, un onduleur sont des composants nécessaires dans les systèmes solaires hors réseau.

Le contrôleur de charge transmet l'électricité en courant continu du Panneau Solaire au groupe de batteries.

La puissance est ensuite transférée du parc de batteries à un onduleur, transformant le courant continu en courant alternatif (AC), que les appareils non DC peuvent utiliser.

Les Panneaux solaires sont dimensionnés pour répondre aux exigences de charge électrique les plus exigeantes à l'aide d'un onduleur.

Le courant alternatif peut alimenter des charges dans les maisons et les entreprises, les véhicules récréatifs et les bateaux, les cabines éloignées, les chalets ou les résidences, et bien plus encore.

Quels sont les différents types de panneaux solaires ?

Lorsqu'il s'agit de panneaux solaires, vous pensez normalement au coût, à l'esthétique et à l'efficacité énergétique.

Bien que ce soient toutes des considérations importantes, il y a un facteur dans les Panneaux solaires qui aura un impact sur les trois : le type de Panneaux solaires que vous sélectionnez.

Les différentes variétés de Panneaux solaires disponibles sur le marché aujourd'hui affecteront le coût d'installation et de fabrication, ainsi que l'apparence des panneaux sur votre toit.

C'est l'un des facteurs les plus cruciaux à considérer lors de l'installation de panneaux solaires.

Il existe trois variétés de panneaux solaires, chacune avec ses propres avantages et inconvénients.

Les Panneaux solaires polycristallins, monocristallins et à couche mince sont les trois types de panneaux solaires.

Les meilleurs Panneaux Solaires pour vous seront déterminés par votre scénario unique et ce que vous pensez que les Panneaux Solaires accompliront.

Nous passerons en revue les nombreux types de panneaux solaires, leurs avantages et leurs inconvénients, et comment choisir celui qui vous convient dans ce guide.

Panneaux Solaires Monocristallins

Comme son nom l'indique, les panneaux monocristallins sont fabriqués à partir d'un cristal de silicium pur qui est découpé en plusieurs tranches.

Ils se distinguent facilement par leur couleur noir foncé, ce qui indique qu'ils sont construits en silicium pur.

Les panneaux monocristallins sont de loin les plus économes en espace et les plus durables des trois types de Panneaux solaires en raison de leur utilisation de silicium pur.

Cependant, cela a un coût : une quantité importante de silicium est gaspillée dans la réalisation d'une seule cellule monocristalline, dépassant parfois les 50 %.

En conséquence, le prix à payer est assez élevé.

Panneaux solaires polycristallins

Ceux-ci, comme le terme l'indique, sont constitués de plusieurs cristaux de silicium plutôt que d'un seul.

On fait fondre les fragments de silicium et les verser dans un moule carré.

Cela rend les cellules polycristallines moins chères car il y a peu de déchets, ce qui leur donne leur forme carrée distinctive.

Cependant, comme leur pureté et leur structure en silicium sont inférieures à celles des panneaux monocristallins, ils sont moins efficaces en termes de génération d'énergie et d'espace.

Ils ont également une tolérance à la chaleur réduite, ce qui les rend moins efficaces dans des situations à haute température.

Panneaux solaires à couche mince

Les Panneaux solaires à couche mince, contrairement aux Panneaux solaires polycristallins et monocristallins, sont construits à partir d'une gamme de matériaux.

Le tellurure de cadmium (CdTe) est le matériau de Panneau Solaire à couche mince le plus répandu.

Les fabricants insèrent une couche de CdTe entre les couches conductrices transparentes, qui aident à capturer la lumière du soleil en créant ce type de panneau à couche mince.

Ce type de technique à couche mince comporte également une couche de verre protectrice sur le dessus.

Le silicium amorphe (a-Si), comparable à la structure des panneaux polycristallins et monocristallins, peut également être utilisé pour fabriquer des Panneaux solaires à couches minces.

Même si ces panneaux à couche mince contiennent du silicium, ils ne sont pas constitués de plaquettes de silicium substantielles.

Ils sont fabriqués à partir de silicium non cristallin superposé sur du plastique, du verre ou du métal.

Enfin, les panneaux CIGS (Copper Indium Gallium Selenide) sont une technologie courante de couche mince.

Les quatre parties des panneaux CIGS sont prises en sandwich entre deux couches conductrices (plastique, aluminium, verre ou acier), avec des électrodes à l'avant et à l'arrière du matériau capturant les courants électriques.

A quoi ressemblent les différents types de panneaux solaires ?

L'apparence de chaque type de Panneau Solaire varie en raison des différences de matériaux et de production :

Panneaux Solaires Monocristallins

Il s'agit très probablement d'un panneau monocristallin si vous rencontrez un Panneau Solaire à cellules noires.

En raison de la façon dont la lumière s'engage avec le cristal de silicium pur, ces cellules semblent noires.

Alors que les cellules solaires sont noires, les feuilles arrière et les cadres des Panneaux solaires monocristallins sont de différentes couleurs.

La feuille arrière du Panneau Solaire est généralement noire, argentée ou blanche, et les cadres métalliques sont généralement noirs ou argentés.

Panneaux solaires polycristallins

Contrairement aux cellules solaires monocristallines, les cellules solaires polycristallines présentent une teinte bleutée en raison de la réflexion de la lumière différente sur les fragments de silicium dans la cellule que sur la plaquette de silicium monocristallin pur.

Les panneaux polycristallins, comme les panneaux monocristallins, comportent des feuilles arrière et des cadres de couleur distincte.

Les cadres des panneaux polycristallins sont généralement argentés, tandis que les feuilles arrière sont argentées ou blanches.

Panneaux solaires à couche mince

En ce qui concerne les Panneaux solaires à couche mince, la minceur et le profil bas de la technologie sont les caractéristiques esthétiques les plus distinctives.

Les panneaux à couche mince sont généralement plus minces que les autres types de panneaux, comme leur nom l'indique.

C'est le cas parce que les cellules des panneaux sont 350 fois plus minces que les plaquettes cristallines utilisées dans les Panneaux solaires polycristallins et monocristallins.

Alors que les cellules à couche mince peuvent être beaucoup plus minces que les cellules solaires ordinaires, l'épaisseur globale d'un panneau à couche mince peut être similaire à celle d'un Panneau Solaire polycristallin ou monocristallin s'il comprend un cadre épais.

Il existe toujours des Panneaux solaires adhésifs à couche mince qui adhèrent le plus possible à la surface du toit, mais il existe également d'autres Panneaux solaires à couche mince qui sont plus durables avec des cadres jusqu'à cinquante millimètres d'épaisseur.

Les Panneaux Solaires à couche mince sont disponibles en différentes couleurs, dont le bleu et le noir, selon le matériau qui les compose.

Efficacité et puissance nominale des panneaux solaires

La quantité d'énergie que chaque type de Panneau Solaire peut générer varie.

Panneaux solaires polycristallins et monocristallins

Les panneaux monocristallins ont la meilleure efficacité et capacité de puissance de tout type de panneau.

Les Panneaux solaires monocristallins peuvent atteindre des rendements de plus de 20 %, tandis que les Panneaux solaires polycristallins atteignent souvent des rendements de 15 à 17 %.

Les Panneaux solaires monocristallins produisent plus d'énergie que les autres types de panneaux en raison de leur efficacité et parce qu'ils sont disponibles dans des modules de plus grande puissance.

La plupart des Panneaux solaires monocristallins ont une capacité de puissance de plus de 300 watts (W), certains dépassant récemment les 400 W.

Les puissances des Panneaux Solaires polycristallins sont plus faibles.

Cela ne veut pas dire que les Panneaux Solaires polycristallins et monocristallins ne sont pas physiquement comparables ; en fait, les deux types de Panneaux Solaires ont généralement 60 cellules de silicium, avec 72 ou 96 variétés de cellules disponibles (généralement pour les installations à grande échelle).

Les panneaux monocristallins peuvent produire plus d'électricité avec le même nombre de cellules.

Panneaux solaires à couche mince

Les Panneaux solaires à couche mince sont moins efficaces et ont une capacité de puissance inférieure à celle des panneaux polycristallins ou monocristallins.

Les rendements varient selon le type de matériau utilisé dans les cellules, mais ils sont normalement d'environ 11 %.

Contrairement aux Panneaux solaires polycristallins et monocristallins, qui sont disponibles dans des tailles de cellules standardisées de 60, 72 et 96, la technologie à couche mince ne le fait pas.

En conséquence, la capacité de puissance d'un panneau à couche mince sera essentiellement déterminée par sa taille physique.

Les Panneaux solaires polycristallins et monocristallins auront, en moyenne, une capacité de puissance par mètre carré (pied carré) supérieure à celle des panneaux à couche mince.

Les Panneaux solaires sont disponibles dans une variété de gammes de prix

Étant donné que les techniques de production des panneaux polycristallins, monocristallins et à couche mince sont différentes, chaque type de panneau a un prix différent.

Le choix le plus cher est celui des Panneaux Solaires monocristallins.

Les Panneaux Solaires monocristallins devraient être les plus chers de tous les types de panneaux solaires.

Ceci est principalement dû au processus de production : les cellules solaires étant constituées d'un seul cristal de silicium, les fabricants doivent assumer les coûts de fabrication de ces cristaux.

Cette technique, surnommée le procédé Czochralski, consomme beaucoup d'énergie et gaspille du silicium (qui pourra ensuite être utilisé pour fabriquer les cellules solaires polycristallines).

Les Panneaux Solaires polycristallins sont un bon compromis.

Les panneaux solaires en cristaux polycristallins sont souvent moins chers que les panneaux solaires monocristallins.

Parce que les cellules sont constituées de fragments de silicium au lieu d'un seul cristal de silicium pur, c'est le cas.

Cela permet un processus de fabrication de cellules considérablement plus simple, ce qui permet aux fabricants et aux utilisateurs finaux d'économiser de l'argent.

Le coût des panneaux solaires à couche mince est principalement déterminé par le type de Panneau Solaire à couche mince ; Les panneaux solaires CdTe sont généralement les moins chers à fabriquer, tandis que les panneaux solaires CIGS sont sensiblement plus chers à fabriquer que le CdTe ou le silicium amorphe.

En raison de la main-d'œuvre supplémentaire requise, le coût global de l'installation d'un système de panneaux solaires à couche mince peut être inférieur à celui de l'installation d'un système de panneaux solaires polycristallins et monocristallins, indépendamment du prix des panneaux eux-mêmes.

Les panneaux solaires à couche mince nécessitent moins de main-d'œuvre à installer car ils sont plus légers et plus faciles à manœuvrer, ce qui permet aux installateurs de soulever beaucoup plus facilement les panneaux sur les toits et de les maintenir en place.

Cela se traduit par des dépenses de main-d'œuvre plus faibles, ce qui peut contribuer à une installation solaire globalement plus abordable.

Quel est le meilleur type de panneau solaire pour votre installation ?

Une grande partie de votre décision concernant le type de Panneau Solaire que vous souhaitez pour votre système sera basée sur les détails de la situation et de la propriété.

Les panneaux polycristallins, monocristallins et à couche mince présentent chacun leurs propres avantages et inconvénients, et la meilleure option pour vous dépend de la propriété et des objectifs de votre projet solaire.

L'installation de panneaux polycristallins à moindre coût et à faible efficacité peut économiser de l'argent au départ pour les propriétaires fonciers disposant de beaucoup d'espace pour les panneaux solaires.

L'installation de Panneaux solaires monocristallins à haut rendement est une bonne option si vous avez un espace limité et que vous souhaitez économiser de l'argent sur votre facture d'électricité.

En ce qui concerne les Panneaux solaires à couche mince, ils sont le plus souvent utilisés lorsqu'ils sont installés sur un immense toit commercial qui ne peut pas supporter le poids supplémentaire d'un équipement solaire typique.

Comme ils ont plus d'espace pour placer des panneaux à couche mince, ces types de toits peuvent également se permettre une efficacité moindre.

Les panneaux à couche mince peuvent également profiter aux systèmes solaires portables, tels que ceux que l'on voit sur les camping-cars ou les bateaux.

Foire aux questions (FAQ)

Voici quelques questions fréquemment posées sur les panneaux solaires.

Comment fonctionnent les panneaux solaires et les batteries ?

Les Panneaux solaires permettent de consommer de l'électricité dès sa création.

Les batteries solaires, quant à elles, sont désormais disponibles pour stocker l'énergie générée par vos panneaux pendant la journée afin que vous puissiez les utiliser plus tard.

Les batteries solaires se présentent sous différentes formes et tailles, chacune avec son propre ensemble de caractéristiques et de capacités.

Certains ont la taille d'une batterie de véhicule, tandis que d'autres ont la taille d'un générateur ou d'une machine à laver.

La plupart des personnes qui installent des Panneaux solaires le font sans batterie car elles souhaitent utiliser l'énergie du réseau électrique lorsque les panneaux ne produisent pas d'électricité.

Les batteries solaires sont généralement utilisées par des personnes qui s'engagent à vivre « hors réseau ».

Comment les panneaux solaires fonctionnent-ils hors réseau ?

Le terme « hors réseau » fait référence à un emplacement qui n'est pas connecté au réseau national.

En conséquence, les Panneaux solaires hors réseau nécessitent un stockage sur batterie pour fonctionner.

Un système hors réseau doit être capable de :

• Produire suffisamment d'énergie toute l'année

• Avoir une capacité de batterie suffisante pour répondre aux demandes du ménage

Étant donné que les batteries, les onduleurs et les générateurs de secours sont coûteux à entretenir, ces systèmes ne se trouvent souvent que dans des endroits isolés où la connexion au réseau électrique n'est pas pratique.

Les panneaux solaires sont-ils efficaces ?

Les Panneaux solaires ne sont jamais efficaces à 100 % car les conditions ne sont jamais idéales.

La plupart des panneaux d'accueil ont une efficacité de 20 %, ce qui peut sembler faible mais est suffisant pour couvrir la plupart (sinon la totalité) de la consommation d'énergie d'un ménage.

À mesure que le secteur de la technologie solaire progresse, nous pouvons nous attendre à ce que les systèmes solaires domestiques deviennent plus efficaces à l'avenir.

Est-il possible d'installer des panneaux solaires sur un toit plat ?

Les Panneaux solaires peuvent fonctionner aussi efficacement sur les toits plats que sur les toits inclinés, car ils utilisent des cadres de montage spécifiques qui leur permettent d'être inclinés au meilleur angle possible.

Les toits plats ont d'autres avantages en ce qu'ils sont plus faciles d'accès, ce qui facilite considérablement l'installation et la maintenance des panneaux ; ils ne nécessitent pas d'enlèvement de tuiles, ce qui rend les panneaux moins apparents de la rue.

Les panneaux solaires fonctionnent-ils dans l'obscurité ou la nuit ?

Non, les Panneaux solaires ne sont pas très efficaces la nuit.

Cependant, stocker l'énergie solaire générée tout au long de la journée est maintenant plus facile que jamais.

La technique la plus courante consiste à utiliser des batteries, qui deviennent de plus en plus disponibles et économiques car leurs prix continuent de baisser d'année en année.

Est-il possible d'utiliser des panneaux solaires par temps nuageux ?

Oui, ils le font.

La lumière du jour normale sera suffisante pour que les panneaux fonctionnent correctement.

Bien qu'ils soient plus prolifiques les jours clairs et ensoleillés et tout au long de l'été lorsque la lumière du jour est plus longue, ils ne nécessitent pas un ensoleillement intense et brillant.

Ils fonctionnent également mieux dans les zones avec moins de couverture nuageuse.