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Aujourd’hui, de plus en plus de Français se tournent vers l’utilisation de panneaux solaires pour produire leur propre énergie gratuitement à partir des rayons du soleil. Mais savez-vous réellement comment fonctionne cette technologie ? Connaissez-vous la différence entre les types de modules solaires ?
Pour répondre à ces questions, nous allons voir ensemble dans cet article :
- La définition d’un panneau photovoltaïque
- La définition de l’effet photovoltaïque
- Les différents types de panneaux solaires
- Les différentes technologies photovoltaïques
Pour bien comprendre tout cela, commençons par poser la base en nous penchant rapidement sur deux questions incontournables : qu’est-ce qu’un panneau solaire, et ,qu’est-ce qu’un panneau photovoltaïque ?
Définition d’un panneau solaire
Un panneau solaire, également appelé capteur solaire ou module solaire, est un équipement servant à capter l’énergie contenue dans les rayons du soleil et à la transformer soit :
- En électricité, s’il s’agit de panneaux photovoltaïques ou hybrides
- En chaleur pour votre foyer ou pour votre eau sanitaire, en ce qui concerne les panneaux thermiques ou hybrides
Les panneaux solaires peuvent être placés à différents endroits :
- Sur votre toiture
- Au sol
- Sur la façade de votre maison
- Sur le toit d’un bâtiment secondaire (carport, véranda, pergola, abri de jardin, etc.)
L’option la plus répandue est la pose sur toiture. Ceci s’explique par le fait qu’elle offre généralement une meilleure exposition au soleil et permet un encombrement réduit et discret.
Voyons maintenant un peu plus précisément la différence entre les notions de panneau solaire et de panneau photovoltaïque.
Qu’est-ce qu’un panneau photovoltaïque ?
Vous l’aurez compris à la lecture de la partie précédente : un panneau photovoltaïque est un type de panneau solaire. « Panneau photovoltaïque » est d’ailleurs un raccourci pour simplifier le terme complet « panneau solaire photovoltaïque ».
Très concrètement, un capteur photovoltaïque est un panneau solaire qui capte les rayons du soleil et les transforme en courant continu. Ce dernier est ensuite envoyé vers un onduleur central ou un micro-onduleur, dont le rôle est de le convertir en courant alternatif. L’électricité générée par vos modules est alors utilisable soit :
- Pour alimenter les appareils électriques de votre foyer (luminaires, chauffage électrique, électroménager, voiture électrique, hi-fi, etc.)
- Pour être vendue en partie ou en totalité à un fournisseur d’énergie comme EDF OA.
Nous parlons ici d’une utilisation purement domestique, mais les panneaux photovoltaïques sont également exploités à plus grande échelle sur des hangars photovoltaïques, des ombrières de parkings commerciaux ou industriels très étendus, des parcs solaires géants, etc.
Mais par quel procédé l’énergie solaire est-elle transformée en électricité ? Voyons cela de plus près.
Définition de l’effet photovoltaïque
L’effet photovoltaïque, sur lequel est basé le fonctionnement des panneaux du même nom, a été découvert en 1839 par le physicien français Alexandre Edmond-Becquerel.
Celui-ci remarque que les photons présents dans la lumière dégagent de l’énergie, et qu’ils peuvent produire une tension électrique lorsqu’ils entrent en contact avec un matériau semi-conducteur.
Voici un résumé simplifié du principe de fonctionnement de l’effet photovoltaïque :
- Les photons (des particules présentes dans la lumière du soleil) frappent un matériau semi-conducteur, en l’occurrence du silicium
- Ils arrachent à l’atome de silicium un autre type de particule : les électrons
- Le mouvement de ces électrons crée un courant électrique continu
La composition d’un panneau photovoltaïque
Comme nous venons de l’expliquer, le fonctionnement d’un panneau photovoltaïque est rendu possible grâce à la présence de silicium, le matériau semi-conducteur qui compose les cellules photovoltaïques du module. Mais un capteur solaire contient également d’autres matériaux :
- Du verre
- De l’aluminium
- Du plastique
- Du caoutchouc
- Du cuivre et/ou de l’argent
À NOTER
Plus de 95 % des matériaux utilisés dans la fabrication d’un panneau photovoltaïque sont entièrement recyclables. Pour tout savoir sur la collecte et le recyclage des panneaux solaires usagés, c’est par ici !
Les familles de panneaux photovoltaïques
Afin d’éviter toute confusion, revenons rapidement sur la différence entre les 3 types de capteurs solaires, leur fonctionnement et leur utilité.
Les panneaux photovoltaïques
Comme nous l’avons évoqué précédemment, les panneaux photovoltaïques produisent de l’électricité à partir des rayons du soleil, grâce à l’effet photovoltaïque. Nous avons déjà expliqué en détail leur fonctionnement dans cet article, passons donc directement à la famille suivante de modules solaires.
Les panneaux thermiques
Les panneaux thermiques captent eux aussi l’énergie contenue dans les rayons du soleil, mais la convertissent cette fois en chaleur, pas en électricité. Cette chaleur est ensuite transmise à un liquide caloporteur (« qui transporte de l’énergie »), qui l’amène via des tuyaux jusqu’à soit :
- Un équipement de chauffage et de stockage de l’eau chaude sanitaire. Ce système est appelé Chauffe-Eau Solaire Individuel (CESI).
- Un équipement de chauffage du foyer qui fonctionne grâce à l’eau chaude. Il peut s’agir par exemple de radiateurs à eau ou d’un plancher chauffant.
- Des équipements assurant à la fois la production de chaleur pour le foyer et pour l’eau sanitaire : il s’agit alors d’un Système Solaire Combiné (SSC).
Une fois la chaleur transmise à l’équipement de chauffage, le liquide caloporteur retourne vers le panneau solaire via un circuit fermé de tuyauterie et recommence son cycle.
Les panneaux hybrides
Les panneaux hybrides sont un mix des deux technologies présentées ci-dessus. Ils permettent donc de produire à la fois :
- De l’électricité grâce à la présence de cellules photovoltaïques sur leur face exposée au soleil.
- De la chaleur grâce aux capteurs qui retiennent l’air chaud circulant sous sa face arrière et qui le transmettent aux équipements de production de chauffage ou d’eau chaude sanitaire.
À NOTER
Il existe deux types de modules solaires hybrides :
– Les panneaux hybrides aérovoltaïques, qui produisent de l’électricité et de l’air chaud
– Les panneaux hybrides à eau, qui produisent de l’électricité et de l’eau chaude
Pour tout connaître sur les panneaux solaires hybrides, suivez le guide !
Les différents types de panneaux photovoltaïques
Le photovoltaïque a connu de nombreuses avancées technologiques depuis sa création. On peut ainsi trouver plusieurs types de cellules photovoltaïques. Penchons-nous sur les principales familles de capteurs à votre disposition aujourd’hui sur le marché.
Les panneaux photovoltaïques monocristallins
Les cellules monocristallines sont composées d’un seul cristal de silicium. Cette composition monobloc lui confère une couleur très homogène se rapprochant du noir.
Il s’agit du type de panneau photovoltaïque qui présente actuellement la plus grande rentabilité, notamment grâce à son rendement compris entre 16 et 24 %.
Les panneaux photovoltaïques polycristallins
Les panneaux polycristallins sont quant à eux composés de plusieurs cristaux distincts de silicium. Leur aspect est bleuté et peu homogène.
Le rendement des capteurs polycristallins est plus bas que celui des monocristallins, avec une performance qui tourne plutôt autour des 11 à 15 %.
Ils présentent par contre l’avantage d’être moins chers. Ce dernier point est toutefois à remettre en perspective par leur rentabilité plus faible, due à un rendement et une puissance bien moins élevés que celle des modules monocristallins.
Les panneaux solaires amorphes
Les panneaux solaires amorphes sont composés d’une seule couche très fine de silicium. Cette caractéristique, qui leur a valu leur appellation de « panneaux solaires à couche mince », leur permet d’être très légers, pliables et faciles à fabriquer. Cela leur offre deux avantages :
- Leur prix économique
- Leur facilité d’installation
Le rendement des panneaux amorphes est par contre bien plus faible que celui des panneaux monocristallins et polycristallins. Leur utilisation reste donc beaucoup moins répandue que celle des panneaux photovoltaïques classiques.
Quid des technologies PERC, TOPCon, Bifaciales, etc. ?
De nombreuses innovations techniques ont été développées ces dernières années par les fabricants de panneaux photovoltaïques afin de booster leurs performances. On peut par exemple citer les technologies :
Ces nouveautés présentent des propriétés extrêmement intéressantes aussi bien en termes de rendement que de puissance ou de rentabilité. Mais il ne s’agit pas réellement de familles à part entière, car elles sont intégrées à des panneaux photovoltaïques monocristallins.
Conclusion
En résumé, la définition d’un panneau photovoltaïque est très simple : il s’agit d’un équipement qui capte la lumière du soleil et la transforme en électricité. Celle-ci peut ensuite soit être utilisée pour alimenter les appareils électriques de votre foyer, soit être revendue à un fournisseur d’énergie. Il existe plusieurs types de modules photovoltaïques, mais nous vous recommandons vivement d’opter pour un modèle monocristallin, bien plus performant que les panneaux polycristallins ou amorphes.
Vous souhaitez connaître le meilleur kit solaire monocristallin pour votre projet photovoltaïque ? Contactez vite nos équipes d’experts et profitez d’un accompagnement personnalisé !
Questions fréquentes sur les panneaux photovoltaïques
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