Comment fonctionne un panneau photovoltaïque
La production d’électricité d’origine solaire, ou électricité photovoltaïque, est au cœur de la transition énergétique. Elle permet d’utiliser une électricité verte, produite localement à partir d’une source d’énergie renouvelable : le soleil. Découvrez le fonctionnement du panneau photovoltaïque, élément central de la production d’électricité renouvelable.
L’énergie solaire, à la base du fonctionnement d’un panneau photovoltaïque
Le fonctionnement d’un panneau photovoltaïque repose sur l’utilisation de l’énergie solaire. Les cellules photovoltaïques qui composent le panneau convertissent l’énergie du rayonnement solaire en courant électrique.
En réalité, il est plus juste de parler du rayonnement lumineux puisque les panneaux photovoltaïques sont capables de fonctionner même lorsque le soleil est caché derrière les nuages. Ils utilisent en effet l’énergie contenue des photons, autrement dit des particules de lumière, pour produire du courant électrique. Ainsi, les panneaux photovoltaïques produisent de l’électricité à partir d’une source d’énergie propre, gratuite et renouvelable à l’infini : le soleil, qui éclaire la Terre.
La cellule photovoltaïque, au cœur du fonctionnement d’un panneau
Les panneaux photovoltaïques que nous retrouvons sur les toits des fermes agricoles et des bâtiments publics, ou dans les fermes solaires, sont composés de plusieurs cellules photovoltaïques. Sous l’effet de la lumière, au cœur de chaque cellule, un phénomène physique se produit et permet de transformer l’énergie du rayonnement lumineux en courant électrique.
Une cellule photovoltaïque est fabriquée à partir d’un matériau bien spécifique, qui est le silicium. C’est un semi-conducteur, composé essentiellement de silice, un minéral très abondant sur la Terre et que l’on retrouve aussi dans le sable.
Le silicium des cellules photovoltaïques est modifié par ajout d’ions pour rendre la cellule positive sur une face et négative sur l’autre. Ainsi, lorsque les photons lumineux chargés en énergie frappent une cellule, les électrons du silicium parviennent à se déplacer, générant un courant électrique continu. C’est tout simplement ainsi que l’on dispose d’une électricité verte fabriquée à partir de la lumière solaire !
Cellules polycristallines ou monocristallines : quelle différence ?
Lorsque l’on évoque les panneaux photovoltaïques, les termes monocristallin et polycristallin reviennent souvent. Ils sont liés aux deux types de cellules de silicium qui peuvent composer un panneau solaire destiné à la production électrique.
Les cellules polycristallines sont de couleur bleutée. Elles sont fabriquées à partir de plusieurs cristaux de silicium. Leur rendement est plus faible que celui des cellules monocristallines, composées d’un seul cristal de silicium.
De couleur plus foncée, tirant sur le noir, les panneaux monocristallins offrent de meilleurs rendements que les panneaux polycristallins. Ils captent plus facilement les faibles luminosités et permettent de réduire la superficie des équipements photovoltaïques. On les retrouve préférentiellement dans les zones les moins ensoleillées.
L’utilisation du courant produit par un panneau photovoltaïque
Brut, le courant produit par un panneau photovoltaïque est un courant continu semblable à celui d’une batterie. Il a donc besoin d’une transformation avant d’être utilisable par les appareils électriques courants. C’est le rôle des onduleurs, qui convertissent le courant produit des panneaux photovoltaïques en courant alternatif compatible avec celui du réseau électrique.
Ainsi, selon la nature du projet, l’électricité verte produite par une installation photovoltaïque peut servir à alimenter directement un bâtiment ou un ensemble de bâtiments. Elle peut aussi être injectée dans le réseau électrique public.