Les panneaux solaires photovoltaïques constituent l’un des modes de chauffage et d’énergie le plus recherchés dans le monde. Il s’agit d’un mode énergétique relativement récent, mais qui a connu un très grand essor durant les dernières décennies. Nous allons découvrir ici qu’est ce qu’un panneau solaire photovoltaique, la définition complète !
Le convertissement du rayonnement solaire en une source énergétique est le principe de base des panneaux solaires, et il est accentué d’une manière assez particulière pour les panneaux photovoltaïques.
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Qu’est-ce qu’un panneau solaire photovoltaïque?
Ce terme désigne un type de panneaux solaires qui convertissent la chaleur des rayons solaires en électricité. Il s’agit d’une importante source d’énergie verte et non polluante, sous forme de centrales solaires photovoltaïques. Ce mode énergétique est plus répandu aux Etats-Unis, en Amérique latine et dans plusieurs pays de l’Afrique.
En tant que source d’électricité, les panneaux photovoltaïques ont plusieurs usages domestiques. Comme leur nom l’indique, ils sont constitués de panneaux solaires dotés de capteurs photovoltaïques. Ces derniers transforment le rayonnement solaire en courant continu à tension variable. De ce fait, il est primordial de disposer d’une batterie pour conserver cette énergie électrique, et d’un onduleur pour la distribuer sur un réseau électrique.
Plusieurs domiciles utilisent désormais des panneaux photovoltaïques comme source d’électricité. Leur nombre peut varier selon l’usage d’énergie, la surface du domicile et d’autres variables. Une maison de moyenne surface peut nécessiter à peu près une dizaine de panneaux pour répondre aux besoins énergétiques d’un usage régulier. Selon la technique de convertissement de rayonnement et le climat, le rendement peut varier d’un panneau photovoltaïque à un autre.
Les panneaux monocristallins
Les panneaux solaires photovoltaïques sont généralement composés du silicium cristallin. Il s’agit d’un composant chimique semi-conducteur qui permet de convertir le rayonnement solaire en énergie électrique.
Les panneaux photovoltaïques monocristallins sont composés d’un seul cristal du silicium cristallin. Ce cristal est en effet fabriqué du même lingot (wafer) de silicium monocristallin et étiré tout au long de la surface des panneaux, d’où leur couleur bleu foncé et uniforme. Certains panneaux monocristallins disposent d’une surface complètement noire (full black), et sont plus performants que ceux de base.
Selon les conditions de température et la qualité de l’air, les panneaux monocristallins sont généralement très performants, avec un rendement allant jusqu’à 20 %. Il s’agit ici du taux de production de l’énergie électrique, par rapport à l’énergie solaire reçue par le système.
Les panneaux monocristallins sont donc plus adaptés aux besoins des foyers :ils occupent le moindre espace possible, tout en donnant un maximum de rendement, en comparaison avec les autres types de panneaux solaires photovoltaïques.
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Les panneaux polycristallins
Si les panneaux photovoltaïques monocristallins sont composés d’un seul cristal du silicium cristallin, il s’agit de l’inverse pour les polycristallins.
Les panneaux polycristallins sont composés d’une mosaïque de cristaux de silicium. Pas mal de fois, les chutes de silicium cristallin après la fabrication des panneaux monocristallins, peuvent être utilisées pour produire des panneaux polycristallins. Cette mosaïque de silicium cristallin donne en effet le motif sur la surface de ces panneaux. Contrairement aux monocristallins, les polycristallins ont une surface de couleur bleu foncée et non-homogène. Puisqu’il s’agit de plusieurs cristaux de silicium cristallin de plusieurs tailles, des taches en bleu clair ou en blanc peuvent apparaitre sur la surface de ces panneaux. De ce fait, il est facile de distinguer entre les deux.
Le coût réduit est l’un des principaux avantages des panneaux photovoltaïques polycristallins. Même s’ils sont moins chers, et parfois moins performants que les panneaux monocristallins, les panneaux polycristallins assurent toujours un rendement entre 14 et 18 % ; le taux de rendement moyen pour la plupart des panneaux solaires photovoltaïques.
Les panneaux monocristallins et polycristallins : quelle différence ?
La différence entre les panneaux solaires photovoltaïques monocristallins et polycristallins dépend de plusieurs variables.
Les particularités de chaque type de panneau solaire affectent évidemment l’aspect le plus important dans l’usage d’une installation de panneaux solaires : le rendement énergétique.
Pour distinguer entre les deux types de panneaux, la différence la plus proéminente est le motif de surface. Il s’agit ici d’un point plus important qu’un simple aspect esthétique : c’est une indication du processus de fabrication.
Les panneaux photovoltaïques monocristallins disposent d’une surface uniforme comparés aux polycristallins qui sont composés de plusieurs cristaux de silicium cristallin. En tant que tels, ils montrent des motifs clairs sur leur surface. Cependant, les deux panneaux opèrent par le même principe de convertissement d’énergie, et sont constitués des mêmes techniques. Leurs rendements sont par contre différents.
Les panneaux solaires monocristallins sont généralement plus performants et efficaces. D’un côté, leur rendement est plus élevé. Aussi, ils nécessitent une moindre superficie pour produire le même taux d’énergie que les polycristallins. Mais bien qu’ils soient, à bien des égards, supérieurs aux panneaux polycristallins, le coût élevé des panneaux monocristallins peut rendre les polycristallins un choix plus attractif, vu l’insignifiance de la différence de rendement entre les deux types.
Autres types de panneaux solaires photovoltaïque
Les panneaux polycristallins et monocristallins restent les types les plus connus. Par contre, ce mode énergétique offre d’autres configurations possibles. La variété des types de panneaux photovoltaïques montre les différentes possibilités et capacités de cette technologie.
Panneaux photovoltaïques amorphes
Le panneau photovoltaïque amorphe est un type de panneau solaire construit pour être léger, compact et souple. Sa principale caractéristique, qui en fait une solution optimale, c’est qu’il est pliable. Ce panneau est adaptable à plusieurs types d’usages et peut être installé presque partout, ne nécessitant qu’un simple processus d’installation. Ces panneaux sont surtout mobiles, et faciles à déplacer. Ils sont le plus souvent construits sous forme de rouleaux très légers à assembler.
Ces panneaux sont plus faciles à construire par rapport aux panneaux cristallins. Ils requièrent une moindre quantité de silicium amorphe, étalée en couche très fine sur des plaques en verre ou en plastique. Ces panneaux sont très pratiques, et faciles à placer en plusieurs surfaces de différentes tailles.
Une autre des caractéristiques de ces panneaux est leur capacité à produire de l’électricité même en temps nuageux, ou à l’aide d’une lumière artificielle. Le fonctionnement de ces panneaux suit le même principe de base des autres panneaux solaires. Grâce aux cellules photovoltaïques, le rayonnement solaire est converti en énergie électrique qui est ensuite transmise vers un onduleur pour la transformer en courant alternatif.
Cependant, les panneaux amorphes sont moins performants que les panneaux cristallins. Leur rendement se situe souvent entre 5 % et 10 %, avec une perte de 5 % à 10 % en efficacité totale du silicium amorphe après quelques mois d’utilisation continue. Leur durée de vie est également très faible (environ 10 ans). Ils sont donc plus adaptés aux usages irréguliers ou aux zones à faible ensoleillement.
Il s’agit d’une solution économique et écologique. D’un côté, les panneaux solaires amorphes sont moins chers, adaptés à tous les types de bâtiments, et sont très faciles à entretenir.
Panneaux photovoltaïques biverre
Les panneaux photovoltaïques bi-verre (ou verre-verre) utilisent des vitrages en verre sur les deux côtés des cellules photovoltaïques. Les couches de verre permettent de refléter une partie du spectre des rayons solaires, et l’exploitent pour produire de l’énergie électrique. Cette technique est souvent contrastée avec les panneaux photovoltaïques du type film-verre et utilise une fine couche en plastique ou un vitrage peu ou non isolant. Cela permet de capter les calories thermiques du vitrage. Cependant, cette technologie est moins utilisée que le panneau photovoltaïque verre-verre.
Les panneaux photovoltaïques verre-verre sont plus coûteux que les autres. Leur rendement enregistre une faible baisse mais leur durée de vie reste très élevée (de 20 à 25 ans). Il s’agit d’une technologie très durable et résistante.
Le double vitrage dote les cellules photovoltaïques d’une protection optimale contre la dégradation et les lumières UV. Ils sont l’un des panneaux les plus performants disponibles aujourd’hui. Un panneau photovoltaïque bi-verre peut atteindre un taux de rendement de 25 % (l’un des plus élevés dans le marché). Un autre point fort de ces panneaux est la garantie. Selon le fabricant, elle est de 30 ans minimum.
La puissante technologie des panneaux bi-verre sera probablement une norme de l’industrie des panneaux solaires à l’avenir.
Choisir le meilleur panneau solaire photovoltaïque
Pour mieux choisir votre panneau photovoltaïque, il faut d’abord connaître votre besoin. Certains types de panneaux sont plus performants que d’autres. Cela dépend de la température, de la qualité de l’air et de l’ensoleillement, ce qui rend le coût différent. La diversité des produits et des installations de panneaux photovoltaïques est certainement un atout majeur de ces solutions. Chez Bricomonde, notre but est d’adapter nos solutions à vos besoins.
