Comment fonctionne un panneau solaire ?

Dans un contexte où la transition énergétique s'accélère, les panneaux solaires s'imposent comme une solution incontournable pour produire une électricité propre et renouvelable. Mais comment ces dispositifs transforment-ils la lumière du soleil en énergie électrique ? Triangle Horizon, spécialiste des structures métalliques pour installations photovoltaïques depuis 15 ans, vous explique le fonctionnement de cette technologie.

Le principe de base : l'effet photovoltaïque

Le fonctionnement d'un panneau solaire repose sur l'effet photovoltaïque, découvert en 1839 par le physicien français Alexandre Edmond Becquerel. Ce phénomène physique permet de convertir directement la lumière du soleil en électricité grâce aux propriétés des matériaux semi-conducteurs.

Composition et structure d'un panneau solaire

Un panneau solaire photovoltaïque se compose de plusieurs éléments essentiels :

Les cellules photovoltaïques

Le cœur du panneau est constitué de cellules photovoltaïques, généralement en silicium cristallin. Chaque cellule mesure environ 15 cm de côté et produit une petite quantité d'électricité.

La structure de protection

Les cellules sont protégées par un verre trempé sur la face avant et un film plastique à l'arrière dans le cas d'un panneau solaire monofacial. Cette protection garantit une durée de vie de plus de 25 ans aux panneaux solaires, même exposés aux intempéries.

Le cadre métallique

Un cadre en aluminium assure la rigidité et facilite la fixation du panneau sur les structures de support. Il s'agit en quelque sorte du squelette du panneau solaire.

Le processus de conversion énergétique

Étape 1 : L'absorption des photons

Lorsque la lumière du soleil frappe les cellules photovoltaïques, les photons (particules de lumière) transfèrent leur énergie aux électrons présents dans le silicium. Cette énergie permet aux électrons de se libérer de leurs atomes.

Étape 2 : La création d'un courant électrique

Les cellules photovoltaïques sont constituées de deux couches de silicium "dopées", c'est à dire que leurs conductivité électrique est modifiée, afin d'avoir deux couches différentes :

• Une couche de type N (négative) riche en électrons

• Une couche de type P (positive) pauvre en électrons

Cette différence crée un champ électrique à la jonction des deux couches. Les électrons libérés migrent vers la couche négative, créant ainsi un courant électrique continu.

Étape 3 : La collecte et le transport de l'électricité

Des contacts métalliques sur chaque face des cellules collectent le courant produit. Les cellules sont connectées en série au sein du panneau pour augmenter la tension, puis les panneaux sont reliés entre eux pour former une installation photovoltaïque complète.

De l'électricité continue à l'électricité alternative

L'électricité produite par les panneaux solaires est un courant continu, incompatible avec le réseau électrique français qui fonctionne en courant alternatif. Un onduleur convertit donc ce courant continu en courant alternatif utilisable par nos appareils électriques ou injectable sur le réseau.

Facteurs influençant le rendement

Plusieurs paramètres impactent la production d'électricité d'un panneau solaire. Tout d'abord, il y a le rayonnement du soleil. En effet, l'intensité du rayonnement solaire varie selon la saison, la localisation, l'heure de la journée et les conditions météorologiques. Un panneau produit plus d'électricité par temps ensoleillé qu'à travers les nuages.

Des températures trop élevées peuvent aussi réduire la production d'électricité du panneau solaire. La disposition du panneau solaire est également importante : celui-ci doit être orienté plein sud et à un angle de 30 à 35°, afin de recevoir une irradiation solaire optimale du matin au soir.

Types de panneaux solaires

Panneaux monocristallins

Fabriqués à partir d'un seul cristal de silicium, ils offrent le meilleur rendement mais sont plus coûteux. Leur couleur est uniformément noire.

Panneaux polycristallins

Composés de plusieurs cristaux de silicium, ils présentent un rendement légèrement inférieur mais un coût plus abordable. Leur aspect est bleuté avec des reflets irisés.

Panneaux à couches minces

Moins répandus, ils utilisent des matériaux comme le silicium amorphe. Bien que moins efficaces, ils fonctionnent mieux en cas de faible luminosité. Ces panneaux solaires ont également l'avantage d'être plus légers et flexibles.

Triangle Horizon : l'expertise au service de vos projets solaires

Forte de 10 années d'expérience dans le photovoltaïque et de 1,4 GW de puissance installée, Triangle Horizon maîtrise l'ensemble du processus de construction des installations solaires, qu'il s'agisse d'ombrière, de champs ou encore de bâtiment agricole. De la conception dans notre bureau d'études à l'installation par nos équipes spécialisées, en passant par la fabrication dans nos 80 000 m² d'ateliers répartis sur trois sites, nous garantissons des solutions durables et performantes.

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