Le solaire photovoltaïque

L'énergie photovoltaïque

La lumière du soleil est absorbée et transformée en électricité grâce aux panneaux photovoltaïques. 

Panneau photovoltaïque

Source :http://hermes05100.free.fr/regulateur_solaris.htm

Où l'utiliser ?

Grâce aux panneaux nous pouvons avoir de l'électricité n'importe où nous nous trouvons que ce soit à la campagne dans des zones isolées ou en ville. Déjà dans de nombreux pays d'Europe comme l'Allemagne l'utilise en mettant en place des programmes d'équipement de "toits solaires" sur les habitations individuelles et sur les bâtiments tertiaires dans le but de stimuler la demande et d'accélérer la baisse des coûts de fabrication qui est encore élevé.

L'électricité produite est fonction de l’ensoleillement de la région où l'on se trouve ainsi si l'on est au nord  pour obtenir la même puissance électrique que dans une région du sud il faut plus de capteurs. L'électricité produite par la capteur est  soit stockée dans des batteries (installation décentralisée) soit revendue (c'est le raccordement au réseau).

Nombre de KWh/m2/an fournis par le soleil en France :

Source : http://www.ciele.org/filieres/solairephotovoltaïque.htm

Quel est son inconvénient ?

Le principal inconvénient de cette production d’électricité photovoltaïque est sont coût, en effet elle est plus chère que l’électricité classique. Cependant les prix connaissent une baisse continuelle grâce entre autre à des subventions européennes ou locales. Ainsi, le marché photovoltaïque mondial connaît une croissance rapide depuis les années 80. La puissance crête du parc photovoltaïque européen en 2005 est estimé à 906 MWc (et environ 1 238 MWc en 2006).

Comment cela fonctionne ?

Les panneaux convertissent l'énergie lumineuse en énergie électrique. Ces panneaux sont constitués de cellules photovoltaïques que l'on appelle photopiles.

De quoi sont composées les cellules photovoltaïques ?

Les photopiles sont constitués de matériaux semi-conducteurs généralement du silicium dopé (jonction p-n) qui transforment directement la lumière du rayonnement solaire en énergie électrique.

Quand une cellule est exposée au rayon du soleil, les particules de lumière ou photons transmettent leur énergie aux atomes de la jonction. Cette énergie libère alors les électrons (charge N) et des trous (charge P). Ces charges sont maintenues séparées par un champ électrique qui constitue une barrière de potentiel. Une fois les charges isolées il suffit de fermer le circuit entre ces deux zones pour mettre en mouvement les électrons et créer un courant électrique.

Quels sont les différents types de cellules photovoltaïques ?

- Le silicium cristallin qui se divise lui-même en deux monocristallin et polycristallin. Son espérance de vie est d'environ 30 ans.

                                  * Cellules silicium polycristallin : elles sont constituées de plusieurs cristaux et l'avantage de ces cellules par rapport au silicium monocristallin est qu'elles produisent peu de déchets de coupe et qu'elles nécessitent 2 à 3 fois moins d'énergie pour leur fabrication. 

                                  * Silicium monocristallin : Son procédé de fabrication est long et exigeant en énergie; plus onéreux, il est cependant plus efficace que le silicium polycristallin. Elles sont constituées d'un cristal à deux couches. 

- Silicium amorphe : Les cellules amorphes sont utilisées partout où une alternative économique est recherchée ou quand très peu d'électricité est nécessaire par exemple pour les luminaires de secours. Elles sont également souvent utilisées là où un fort échauffement des modules est à prévoir. Cependant le rendement est de plus de 2 fois inférieur à celui du silicium cristallin et nécessite donc plus de surface pour la même puissance installée. Les cellules en silicium amorphe sont actuellement de moins en moins utilisées : 9,5 % de la production mondiale en 2000, alors qu'elles représentaient 12 % en 1999.

Tuiles photovoltaïques :

Tuile photovoltaïque

Source : http://www.technicites.fr/PAR_TPL_IDENTIIANT/726/TPL_CODE/TPL_PROD_NVX_FICHE/PAG_TITLE/Tuiles+photovolta%EFques/Cancel/1/1355-fiche-produit.htm

La tuile solaire photovoltaïque se place de la même manière qu'une tuile classique, elle présente aussi les mêmes caractéristiques d'étanchéité. D'une surface de 0,5 m2 pour une puissance de 50 Wc, chaque tuile solaire photovoltaïque a la dimension de 5 à 7 tuiles de tuiles traditionnelles en terre cuite.

Les tuiles solaires photovoltaïques sont constitués d'un ensemble de cellules photovoltaïques reliées entre elles en série ou en parallèle. 1 m2 de cellules photovoltaïques délivre une puissance d'environ 100 à 200 W.

Le matériau de base des cellules solaires photovoltaïques est le silicium. Sur ces tuiles il y a un film anti-reflet en surface qui permet de diminuer le renvoi de rayons lumineux vers l'atmosphère et qui permet une absorption plus grande partie du flux lumineux.