Fonctionnement d’un panneau solaire

 

Un panneau solaire est constitué de plusieurs dizaines de cellules en silicium captant les rayons du soleil et les transforme en une autre source d’énergie exploitable, que ce soit une énergie électrique ou bien même une énergie thermique. Ces panneaux doivent être plats et d’une superficie de plusieurs mètres carrés pour optimiser le rendement. Les panneaux solaires photovoltaïques sont moins performants que les panneaux solaires thermiques car seulement 10% du rayonnement solaire est transformée en énergie exploitable.

Ces panneaux photovoltaïques peuvent être installés sur des supports mobiles appelés trackers solaires, qui permettent de suivre le rayonnement du soleil ou bien sur un support fixe.

Dans un semi-conducteur exposé à la lumière, un photon d’énergie suffisante arrache un électron, créant au passage un « trou ». Normalement, l’électron trouve rapidement un trou pour se replacer, et l’énergie apportée par le photon est ainsi dissipée. Le principe d’une cellule photovoltaïque est de forcer les électrons et les trous à se diriger chacun vers une face opposée du matériau au lieu de se recombiner simplement en son sein : ainsi, il apparaîtra une différence de potentiel et donc une tension entre les deux faces, comme dans une pile.

 

 

Pour cela, on s’arrange pour créer un champ électrique permanent au moyen d’une jonction PN, entre deux couches dopées respectivement P et N.

Structure d’une cellule photovoltaïque

  • La couche supérieure de la cellule est composée de silicium dopé N. Dans cette couche, il existe une quantité d’électrons libres supérieure à une couche de silicium pur, d’où l’appellation de dopage N, comme négatif (charge de l’électron). Le matériau reste électriquement neutre : c’est le réseau cristallin qui supporte globalement une charge positive.
  • La couche inférieure de la cellule est composée de silicium dopé P. Cette couche possèdera donc en moyenne une quantité d’électrons libres inférieure à une couche de silicium pur, les électrons sont liés au réseau cristallin qui, en conséquence, est chargé positivement. La conduction électrique est assurée par des trous, positifs (P)

 

 

Il existe deux types de panneau solaire

 

Panneau solaire Thermique (capteur solaire thermique) qui permet la production de chaleur. On parle alors de chauffage solaire quand ce dernier sert à alimenter une maison en chauffage, généralement pour l’eau sanitaire d’une maison. Le chauffe-eau solaire est donc utilisé avec ce type d’installation.

Son fonctionnement est similaire au panneau solaire photovoltaïque. Le panneau solaire thermique récupère également l’énergie solaire et réchauffe un fluide caloporteur à une température élevé. Ce liquide se déplaçant dans un circuit primaire, réchauffe l’eau du ballon via un échangeur thermique. Le ballon d’eau se rempli d’eau froide qui sera chauffée également à chaque consommation d’eau chaude dans la maison. Ce réseau auto alimenté permet donc un approvisionnement d’eau chaude permettant un gain non négligeable sur les factures d’eau.

 

Panneau solaire Photovoltaïque (module photovoltaïque) qui permet la production d’électricité pour une habitation de manière écologique. Le panneau solaire dans ce cas de figure, collecte le rayonnement solaire et la transforme en électricité de courant continu. Pour revendre cette électricité au réseau national EDF, il faut installer un onduleur qui se chargera de transformer cette énergie en courant alternatif.

Réaliser un devis panneau solaire avant de faire une installation de ce type est vivement conseillé pour trouver le devis le plus bas mais également le plus adéquat à votre habitation et localisation géographique.

 



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