Le photovoltaïque est la science qui se trouve derrière la forme la plus populaire d’exploitation de l’énergie solaire. Il s’agit du processus de conversion directe de la lumière du soleil en électricité. L’effet photovoltaïque (PV) a été observé pour la première fois en 1839. Cependant, ce n’est qu’en 1954 que les scientifiques ont pu découvrir son fonctionnement exact.
Historiquement, les programmes spatiaux ont été les plus grands partisans de la technologie PV, puisque le système était la meilleure source d’énergie pour leurs satellites. L’industrie s’est depuis développée et vous avez probablement vu des systèmes PV utilisés pour alimenter des appareils électroniques, des voitures, des maisons, des bâtiments commerciaux et pour compléter les réseaux électriques. En raison d’une efficacité accrue, d’une diminution des coûts et d’une préoccupation accrue pour l’environnement, les installations photovoltaïques ont augmenté de façon spectaculaire ces dernières années.
Comment fonctionne le processus photovoltaïque ?
Un système photovoltaïque utilise des panneaux solaires pour capturer les photons de la lumière du soleil. Ces panneaux solaires comportent chacun de nombreuses cellules solaires composées de couches de différents matériaux. Un revêtement anti-reflet sur le dessus aide la cellule à capturer le plus de lumière possible. En dessous se trouve un semi-conducteur (généralement du silicone) pris en sandwich entre un conducteur négatif sur le dessus et un conducteur positif sur le dessous. Une fois que les photons sont capturés par la cellule solaire, ils commencent à libérer les électrons extérieurs des atomes du semi-conducteur. Les conducteurs négatif et positif créent un chemin pour les électrons et un courant électrique est créé. Ce courant électrique est envoyé à des fils qui capturent l’électricité continue. Ces fils mènent à un onduleur solaire, qui le transforme ensuite en courant alternatif utilisé dans les maisons. Plus vous installez de cellules solaires, plus vous produisez d’électricité.
Comment les panneaux solaires sont-ils installés ?
Les panneaux solaires sont composés de nombreuses cellules solaires. Le nombre et le type de cellules solaires utilisées dépendent de la tension résultante requise du panneau solaire. Par exemple, un panneau solaire commun de 12 volts contiendra 36 cellules. Ces panneaux sont alors installés de manière à capter le plus de lumière solaire possible.
L’installation d’un panneau solaire commence par le choix du type de panneau. Les panneaux solaires traditionnels sont les plus efficaces ; cependant, ils sont plus grands et plus lourds que les deux autres types. Les panneaux photovoltaïques à couche mince sont plus légers et moins chers que tout autre panneau solaire, mais sont généralement moins efficaces. Il s’agit généralement de panneaux solaires résidentiels. Les panneaux photovoltaïques à concentration sont nouveaux et utilisent des lentilles et des miroirs pour concentrer la lumière du soleil sur les cellules solaires. Ces panneaux sont les plus efficaces, mais ne peuvent être utilisés que dans des zones très ensoleillées, comme le sud-ouest américain.
Une fois que vous avez choisi le type de panneau solaire, l’étape suivante consiste à choisir le meilleur emplacement. Les installateurs analyseront la trajectoire du soleil sur une propriété particulière et prendront note de toute ombre pour choisir l’emplacement le plus efficace pour les panneaux. Il est préférable que les panneaux solaires soient orientés vers le sud et ne soient pas du tout ombragés. Ce faisant, les panneaux captent le plus de lumière solaire tout au long de la journée.
Quelle est la différence entre les systèmes photovoltaïques et solaires thermiques ?
Vous vous demandez peut-être si les systèmes photovoltaïques ou les centrales solaires thermiques sont la meilleure option pour exploiter l’énergie solaire, et ce débat fait rage depuis de nombreuses années. Les centrales thermiques solaires utilisent l’énergie du soleil pour chauffer un liquide (souvent de l’eau) ou un gaz à des températures élevées. L’énergie thermique qui en résulte est ensuite utilisée pour alimenter un générateur et créer de l’électricité. Les systèmes photovoltaïques, quant à eux, convertissent directement la lumière du soleil en électricité. Les systèmes solaires thermiques sont mieux utilisés dans les grandes centrales énergétiques, tandis que les systèmes photovoltaïques sont généralement la meilleure option pour les foyers et les entreprises. Voici quelques avantages et inconvénients de chaque méthode.
Les pros du solaire thermique :
Les centrales thermiques solaires sont plus efficaces pour distribuer l’énergie en dehors des heures de pointe ou des saisons grâce au stockage à long terme de l’électricité.
L’énergie thermique solaire est plus efficace pour exploiter l’énergie du soleil.
Les systèmes solaires thermiques utilisent moins d’espace sur le toit.
Les inconvénients du solaire thermique :
Les installations solaires thermiques sont plus coûteuses à faire fonctionner et la chaleur excessive peut poser des problèmes de sécurité.
L’énergie thermique solaire est utilisée de manière plus efficace pour chauffer des objets, comme les chauffe-eau, et est moins efficace en tant que forme d’électricité.
Les systèmes solaires thermiques nécessitent l’utilisation d’un générateur pour produire de l’électricité.
Les avantages des systèmes photovoltaïques :
Les systèmes photovoltaïques produisent le plus d’énergie en été, lorsqu’ils sont le plus nécessaires pour alimenter la climatisation.
Ils ne comportent aucune pièce mobile et ne nécessitent que peu ou pas d’entretien.
La technologie PV est utilisée depuis bien plus longtemps, ce qui prouve son utilité.
L’énergie photovoltaïque est beaucoup plus polyvalente, car elle convertit directement la lumière du soleil en électricité, sans générateur.
Les inconvénients des systèmes PV :
Il faut plus de temps pour que les économies d’énergie permettent de rembourser le coût de l’installation.
Les systèmes photovoltaïques ont une capacité moindre à exploiter la lumière du soleil.
Les systèmes PV ne collectent l’énergie que pendant les heures d’ensoleillement.
L’énergie solaire présente de nombreux avantages, et les systèmes photovoltaïques sont une forme puissante d’énergie propre. Un système photovoltaïque correctement installé vous fournira beaucoup d’énergie, réduira vos factures d’électricité, vous aidera pendant les coupures de courant et pourra même vous permettre d’obtenir des crédits de facture d’électricité si l’énergie excédentaire est envoyée à votre réseau électrique local. Grâce à cette technologie étonnante, vous pouvez être sûr de produire une énergie durable et respectueuse de l’environnement pour votre famille.