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Fonctionnement du panneau solaire photovoltaïque

Un panneau solaire photovoltaïque est un dispositif qui permet de transformer l’énergie du soleil (une énergie gratuite, locale et inépuisable) en électricité. Mais, alors, comment cela est-il possible ? Dans cet article, Alterna énergie vous dit tout sur le fonctionnement des panneaux photovoltaïques.

Comment fonctionne un panneau solaire photovoltaïque ?

Avant de s’intéresser au fonctionnement des panneaux photovoltaïques, il est intéressant de s’arrêter quelques instants sur la source d’énergie grâce auquel il permet de produire de l’électricité.

L’énergie solaire : une énergie renouvelable qui présente bien des avantages

L’énergie du soleil fait partie de la famille des énergies renouvelables. C’est-à-dire qu’il s’agit d’une énergie disponible en quantité illimitée à l’échelle du temps humain, contrairement aux énergies fossiles, dont les stocks sont limités. L’énergie solaire est également une énergie qui a l’avantage d’être produite en direct et qui n’émet aucune émission de gaz à effet de serre.    

Le fonctionnement d’un panneau solaire photovoltaïque en 5 étapes

  1. La lumière émanant du soleil entre en contact avec des cellules photovoltaïques qui composent les panneaux solaires.  
  1. Dans cette lumière du soleil, on trouve des photons qui ont la capacité de diffuser l’énergie qu’ils contiennent aux cellules photovoltaïques.  
  1. Des électrons se propagent et se déplacent alors jusqu’à créer un courant électrique continu.  
  1. L’installation photovoltaïque, comprenant un onduleur, permet ensuite de convertir ce courant électrique continu en courant alternatif.
  1. C’est sous cette forme, de courant alternatif, que l’électricité produite peut ensuite être utilisée dans nos logements pour faire fonctionner nos équipements électriques.  

Concrètement, de quoi est composé un module photovoltaïque ?

Pour assurer son fonctionnement, le panneau solaire se compose de capteurs solaires photovoltaïques, eux-mêmes constitués d’un matériau semi-conducteur, indispensable pour permettre de produire de  l’électricité. Dans la grande majorité des cas, les cellules photovoltaïques utilisées sont conçues à base de silicium. Il s’agit d’un matériau que l’on trouve et que l’on extrait dans la nature, et plus précisément dans le sable ou dans des minerais.  

Panneau photovoltaïque : quel fonctionnement la nuit ?

Un panneau solaire photovoltaïque ne fonctionne que lorsqu’il parvient à capter les rayons du soleil. En d’autres termes, il ne peut pas produire d’électricité et fonctionner la nuit. On dit d’ailleurs que le soleil est une énergie intermittente, dans le sens où elle n’est pas toujours disponible. C’est donc exactement pareil pour un panneau photovoltaïque. Ainsi, lorsque vous avez des panneaux solaires et que vous souhaitez utiliser l’électricité pendant la nuit, vous vous servez généralement du réseau électrique public pour répondre à vos besoins.

Peut-on stocker l’électricité produite par le panneau solaire ?

Il est aujourd’hui relativement compliqué de conserver l’électricité produite par des panneaux photovoltaïques. Il existe néanmoins des batteries de stockage qui peuvent être performantes, mais qui nécessitent souvent un investissement important pour le particulier. Comme l’électricité convertie grâce aux panneaux solaires doit être au maximum utilisée sur place, au moment de sa production, il est indispensable de bien s’organiser, notamment en programmant la mise en route des équipements électriques de la maison (lave-vaisselle, lave-linge…) pendant la journée, lorsque les panneaux produisent le plus d’énergie.  

3 façons d’utiliser l’électricité produite

En tant que particulier, vous avez 3 différentes possibilités d’utilisation de l’électricité produite par vos panneaux photovoltaïques.  

  • L’autoconsommation “totale” consiste à consommer sur place toute l’électricité produite par les panneaux. Même en utilisant une batterie de stockage, il est encore aujourd’hui très difficile d’attendre une autoconsommation totale réelle. Il est quasiment indispensable d’être relié au réseau électrique.  
  • La revente totale implique, comme son nom l’indique, de revendre la totalité de l’électricité produite par les panneaux photovoltaïques en passant un contrat avec EDF OA (Obligation d’Achat) ou avec une Entreprise Locale de Distribution (ELD). Le producteur n’utilise alors d’aucune manière cette électricité.  
  • L’autoconsommation avec revente de surplus est souvent la solution la plus plébiscitée. En effet, elle permet de consommer au maximum l’électricité produite par les panneaux solaires pour les besoins du logement. Le reste de la production, non consommée, est quant à elle réinjecté dans le réseau public d’électricité. Dans ce cas, le producteur bénéficie d’un revenu complémentaire pour la revente de son électricité.

Des aides financières pour les installations photovoltaïques

Lorsque l’on installe des panneaux photovoltaïques chez soi, il existe différentes aides financières qui permettent d’augmenter la rentabilité du système. Il y a déjà l’obligation d’achat qui assure de revendre le surplus ou la totalité de la production à un tarif fixé par l’Etat. Une prime à l’autoconsommation peut également être versée pendant les 5 premières années de production, lorsqu’on opte pour l’autoconsommation avec revente de surplus. Certaines subventions peuvent par ailleurs être accessibles auprès des collectivités locales.

Le rendement : une notion clé de l’installation photovoltaïque

Lorsque l’on souhaite produire sa propre électricité avec des panneaux photovoltaïques, le rendement de l’installation solaire est un élément à prendre en compte, quel que soit le mode de consommation choisi (autoconsommation, revente…). Il s’agit du rapport (exprimé en pourcentage %) entre la quantité d’énergie que parvient à produire le panneau photovoltaïque pendant son fonctionnement et la quantité d’énergie solaire perçue par l’installation. Le rendement dépend de nombreux facteurs : type de cellules photovoltaïques, puissance du système, orientation et inclinaison des modules photovoltaïques, température extérieure, entretien de l’installation… Plus le rendement est bon et plus c’est intéressant pour le producteur.

FAQ

Comment fonctionne un panneau solaire photovoltaïque ?

Un panneau solaire photovoltaïque fonctionne grâce à des modules constitués de cellules photovoltaïques. Ces derniers entrent en contact avec les photons (issus du rayonnement solaire) et permettent à des électrons de se déplacer très rapidement pour produire un courant électrique continu. Un onduleur permet ensuite de convertir ce courant continu en courant alternatif, car c’est sous cette forme que l’électricité peut être utilisée.

Quelle est la différence entre un panneau solaire et un panneau photovoltaïque ?

Il s’agit de la même chose. En revanche, on peut distinguer le panneau solaire photovoltaïque, qui permet de transformer l’énergie solaire en électricité, et le panneau solaire thermique, qui vous assure de produire de la chaleur pour la production d’eau chaude sanitaire ou le chauffage.

Quel est le principe de fonctionnement de l'effet photovoltaïque ?

Découvert par Antoine Becquerel (physicien français), l’effet photovoltaïque s’appuie sur la capacité de matériaux semi-conducteurs à convertir le rayonnement solaire (et plus particulièrement les photons) en électricité. Avec la lumière, des charges électriques positives et négatives se rencontrent et créent un champ électrique qui permet de créer de l’électricité.

Comment fonctionne un panneau solaire photovoltaïque ?

Un panneau solaire photovoltaïque fonctionne grâce à des modules constitués de cellules photovoltaïques. Ces derniers entrent en contact avec les photons (issus du rayonnement solaire) et permettent à des électrons de se déplacer très rapidement pour produire un courant électrique continu. Un onduleur permet ensuite de convertir ce courant continu en courant alternatif, car c’est sous cette forme que l’électricité peut être utilisée.

Quelle est la différence entre un panneau solaire et un panneau photovoltaïque ?

Il s’agit de la même chose. En revanche, on peut distinguer le panneau solaire photovoltaïque, qui permet de transformer l’énergie solaire en électricité, et le panneau solaire thermique, qui vous assure de produire de la chaleur pour la production d’eau chaude sanitaire ou le chauffage.

Quel est le principe de fonctionnement de l'effet photovoltaïque ?

Découvert par Antoine Becquerel (physicien français), l’effet photovoltaïque s’appuie sur la capacité de matériaux semi-conducteurs à convertir le rayonnement solaire (et plus particulièrement les photons) en électricité. Avec la lumière, des charges électriques positives et négatives se rencontrent et créent un champ électrique qui permet de créer de l’électricité.

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Sources

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