La technologie photovoltaïque

Principe de fonctionnement du système photovoltaïque
Un panneau solaire est un dispositif destiné à récupérer une partie de l'énergie du rayonnement solaire pour la convertir en une forme d'énergie électrique utilisable par l'homme . Sur terre, l'énergie solaire moyenne en pleine exposition reçue par m² de panneaux exposés en plein soleil est de 1 kW. Les cellules photovoltaïques sont constituées de semi-conducteurs à base de silicium (Si), de sulfure de cadmium (CdS) ou de tellurure de cadmium (CdTe). Elles se présentent sous la forme de 2 fines plaques en contact étroit. L'assemblage d'un groupe de cellules reliées entre elles à l'intérieur d'un cadre étanche aux intempéries forme un panneau solaire monocristallin ou polycristallin.

Cellule en silicium monocristallin
Les cellules monocristallines sont les photopiles de la première génération, elles sont élaborées à partir d'un bloc de silicium cristallisé en un seul cristal. Les cellules sont rondes ou presque carrées et, vues de près, elles ont une couleur uniforme. Elles ont un rendement de 12 à 16%, mais la méthode de production est laborieuse.

Cellule en silicium polycristallin
Les cellules polycristallines sont élaborées à partir d'un bloc de silicium cristallisé en forme de cristaux multiples. Vues de près, on peut voir les orientations différentes des cristaux (tonalités différentes). Elles ont un un rendement de 11 à 16%, mais leur coût de production est moins élevé que les cellules monocristallines. Les cellules monocristallines et polycristallines sont les plus répandues.

Fiabilité du système photovoltaïque
Les systèmes photovoltaïques sont extrêmement fiables : aucune pièce mécanique n’est en mouvement, les matériaux employés (verre, aluminium) résistent aux pires conditions climatiques (notamment à la grêle). La durée de vie d'un capteur photovoltaïque est ainsi de plusieurs dizaines d'années.

Schéma d'une installation photovoltaïque

L'onduleur
L'onduleur reçoit le courant continu en provenance des panneaux photovoltaïques et le transforme en courant alternatif 230 volts.

Compteur EDF
De plus en plus utilisée dans les habitations et les édifices, la connexion au réseau électrique local permet d’injecter l’énergie ainsi produite. Cette énergie est valorisée par EDF au travers de compteurs agréés.
Deux options de raccordement en fonction du choix de revente de la production : revente totale ou revente du surplus non consommé.

En site isolé
Les besoins en énergie ne correspondent pas toujours aux heures d'ensoleillement ou nécessitent une intensité régulière. On équipe alors le système de batteries d'accumulateurs qui permettent de stocker l’énergie et de la restituer en temps voulu. Un régulateur protège les batteries contre les surcharges ou les décharges profondes. L'énergie solaire photovoltaïque constitue bien souvent la seule possibilité d'électrification des sites isolés.