Comment fonctionne l’énergie solaire ?

L’énergie solaire est un marché en expansion. Le module solaire est un système permettant de transformer l’énergie du soleil en courant électrique continu. Avant de se lancer dans la mise en place d’un projet solaire, il est nécessaire de connaître les bases du panneau solaire.  Technologies, types de panneaux solaires, choix, durée de vie, performance, aides financières : Butagaz vous accompagne dans la compréhension du fonctionnement des panneaux photovoltaïques et de l’énergie solaire.

 

L'énergie solaire, c’est quoi ?

 L’énergie solaire est une source abondante d’énergie provenant du soleil. Elle est gratuite, inépuisable et disponible partout dans le monde. Deux énergies solaires existent : le solaire thermique et le solaire photovoltaïque. Le premier produit de la chaleur et sert à la production d’eau chaude sanitaire et de chauffage ; le second produit de l’électricité et permet d’alimenter les équipements d’un logement. Chaque énergie solaire est exploitée par des capteurs qui récupèrent l’énergie du rayonnement solaire pour la transformer en chaleur et/ou en électricité. Encore très méconnu par le grand public, il existe également le panneau solaire hybride. Celui-ci permet d’associer les deux technologies précédentes, thermique et photovoltaïque.

 

L’énergie solaire photovoltaïque se développe depuis quelques années, notamment avec l’essor des installations de panneaux solaires pour la production d’électricité en autoconsommation.

 

Quelques chiffres

Selon l’ADEME, le développement de la filière solaire thermique a ralenti ces dernières années. Les ventes de chauffe-eau solaires ont diminué de 16 % en 2018. En parallèle, le marché du solaire photovoltaïque explose depuis 2009 notamment grâce à la réduction des prix des panneaux

 Panneau solaire photovoltaïque : focus sur le fonctionnement de l’énergie solaire

 Chaque panneau solaire photovoltaïque est composé de cellules, composants électroniques qui produisent de l’électricité à partir de l’énergie solaire. Cela est rendu possible grâce à l’effet photovoltaïque découvert en 1839 par le physicien français, Antoine Henri Becquerel. Exposés au rayonnement solaire, les matériaux semi-conducteurs génèrent du courant. C’est le cas du silicium, principal matériau constituant les cellules photovoltaïques.

 

  • Durant le rayonnement solaire, les photons de la lumière solaire transfèrent leur énergie aux électrons du silicium, ce qui crée un courant électrique continu. C’est l’effet photoélectrique.

  • Le courant ainsi généré est dirigé vers l’onduleur qui le transforme en courant alternatif. 

 Les panneaux solaires sont composés de plusieurs cellules silicium, en moyenne c’est 60 à 62 cellules pour un seul panneau solaire !

 Fonctionnement du rayonnement solaire

Le rayonnement solaire correspond à l’énergie rayonnante émise par le Soleil. C’est l’élément central de l’énergie photovoltaïque. Trois rayonnements sont possibles :

  • Le rayonnement direct : Les rayons du soleil suivent un trajet sans obstacle jusqu’aux panneaux solaires

  • Le rayonnement indirect : Les rayons du soleil sont diffusés, passant à travers différents obstacles (comme les nuages par exemple)

  • Le rayonnement réfléchi : Les rayons du soleil sont réfléchis sur des obstacles avant d’atteindre les panneaux solaires (par exemple, les rayons frappent l’eau)

Les panneaux solaires en fonctionnement reçoivent constamment ces trois types de rayonnements.

Les différents types de panneaux solaires photovoltaïques

Pour savoir comment fonctionne l’énergie solaire, il faut savoir qu’il existe différents types de panneaux solaires. Quatre technologies propres:

  • Panneaux monocristallins

D’un aspect noir uni, ils sont fabriqués à base d’un seul et unique cristal de silicium. Leur rendement est le plus élevé, de l’ordre de 18 %.

  • Panneaux polycristallins

D’un aspect bleu, ils sont fabriqués à partir de plusieurs cristaux juxtaposés issus de chutes de silicium monocristallin. Leur rendement est légèrement inférieur, de l’ordre de 13 à 15 %.

  • Panneaux amorphes

Ils sont conçus avec 1 % de silicium déposé sur un matériau amorphe (plastique, verre ou acier). Leur rendement est le plus faible : entre 6 et 9 %.

  • Panneaux en couche mince

Dernière génération de panneaux solaires photovoltaïques, ils sont constitués de films minces à base de cuivre-indium-sélénium (CIS). Leur rendement atteint 13 %.

 

Quel choix faire ? Celui qui sera adapté à votre logement, votre usage de l’énergie solaire ou encore l’ensoleillement propre à votre région. Chaque technologie de panneau inclut un rendement, une durée de vie, un coût, un type d’installation, un espace, des garanties propres.Le rendement d’une installation solaire  peut être compliqué à comprendre, mais est très important pour comprendre comment fonctionne l’énergie solaire.

 

Le type de toiture conditionne le type d’installation. Toutes les toitures ne peuvent pas accueillir des panneaux photovoltaïques. Trois techniques d’installation dominent : l’intégration au bâti (IAB), l’intégration simplifiée au bâti (ISB) et l’intégration en surimposition.

 

  • Installation de panneaux solaires intégrés au bâti (IAB) : les panneaux remplacent les tuiles de votre toiture. En effet, ils sont totalement intégrés au plan de toiture et sont positionnés sur la charpente, inclinaison de la toiture comprise.

 

  • L’intégration simplifiée au bâti : elle consiste à poser les panneaux photovoltaïques parallèlement au plan de toiture.

 

  • Intégration en surimposition : les panneaux photovoltaïques sont posés au-dessus de la toiture. Les deux ensembles sont indépendants entre eux. La structure solaire ne fait donc pas partie de l’enveloppe du bâtiment dans ce cas. 

 L’onduleur pour l’installation photovoltaïque

Afin de récupérer l’énergie produite par les panneaux solaires et pouvoir l’injecter dans le réseau électrique de votre foyer, il est nécessaire d’avoir un courant alternatif. L’onduleur permet alors de convertir le courant continu produit par les panneaux solaires en courant alternatif. Le fonctionnement de l’onduleur solaire se détermine selon le type d’installation, et plusieurs normes doivent être respectées pour que l’onduleur fonctionne correctement.

 

Plusieurs types d’onduleur existent :

  • Onduleur centralisé : C’est un onduleur de grande puissance permettant d’accueillir l’ensemble des panneaux solaires, qui sont alors branchés en série. L’onduleur centralisé est le plus risqué mais le moins cher du marché.

  • Micro-onduleurs : Chaque panneau est relié à son onduleur. Cette disposition permet d’optimiser la production d’énergie. En effet, si un des micro-onduleurs tombe en panne, le reste de l’installation solaire continue de fonctionner. Il est majoritairement utilisé pour les installations résidentielles.

 

L’onduleur est primordial pour le bon fonctionnement de l’installation solaire. Il est donc important de préserver ses performances en adoptant quelques règles :

  • Faire un diagnostic complet annuel par des services de maintenance

  • Remplacer les pièces immédiatement dès les premiers signes d’usure

  • Nettoyer régulièrement l’onduleur

 

Le prix d’un onduleur varie selon la marque, le type et la puissance de l’installation.

Comme l'onduleur, les panneaux solaires doivent être nettoyés régulièrement pour qu'ils restent performants. 

 

Panneaux photovoltaïques : les avantages et inconvénients

En matière d’énergie solaire, il existe plusieurs avantages et des inconvénients qui permettent de comprendre comment fonction cette énergie solaire.

 

Les +

 

  • Une énergie en plein essor et bénéficiant d’aides des pouvoirs publics.

  • Un investissement durable pour des économies d’énergie durables.

  • Une énergie primaire propre, gratuite et disponible à tout moment.

  • Des technologies performantes et rentables.

 

Les -

 

  • L’investissement initial, coûteux mais pouvant faire l’objet d’aides gouvernementales.

  • La baisse de rendement en cas de mauvais entretien, passé 20 ans.

  • Les technologies de stockages ne sont pas encore rentables

 

Si vous optez pour le solaire, faites appel à un pro

Consulter Butagaz solaire pour vous aider à trouver des artisans qualifiés. Investir dans l’énergie solaire est et doit être un investissement durable. Pour y parvenir, s’entourer de professionnels agréés qui sauront vous accompagner est indispensable. Faire appel à des pros, c’est aussi avoir des garanties sur la qualité des produits et bénéficier d’aides financières.

 L’énergie solaire a le vent en poupe et tout laisse penser que cela va durer : prix des panneaux photovoltaïques en baisse, aides financières, souci du consommateur de moins polluer, hausse de l’électricité et des abonnements. Un point essentiel : faire le bon choix de panneaux selon le logement pour assurer un rendement optimal.


Quels sont les points à retenir sur le fonctionnement de l’énergie solaire ?

 

  • L’énergie solaire est une source abondante d’énergie dépendant du soleil.

  • L’onduleur est primordial pour le bon fonctionnement de l’installation solaire.

  • Un gros investissement, mais de réelles économies à terme.

  • Une faible empreinte carbone.