Produire de l'électricité avec des panneaux solaires : comment ça marche ?

Comment produire de l’électricité avec des panneaux solaires ? Dans cet article on vous explique le principe de l’effet photovoltaïque, qui permet de générer un courant électrique grâce à l’énergie solaire.

☀️ Comment fonctionne un panneau solaire ?

Voilà une question qui mérite bien un petit approfondissement. En règle générale, la production d’électricité repose sur la conversion d’une énergie mécanique, générée par divers moyens, en énergie électrique : les centrales thermiques, hydroélectriques et même nucléaires reposent sur cette méthode. Produire de l’électricité grâce à des panneaux solaires photovoltaïques repose sur un principe original totalement différent.

Qu’est-ce qu’un panneau solaire ?

Un panneau solaire est une plaque de quelques centimètres d’épaisseur qui sert à produire son électricité solaire. Il est composé de cellules photovoltaïques, elles-même constituées de silicium : un matériau semi-conducteur présent en grande quantité sur terre puisqu’on le retrouve dans le sable. Les cellules photovoltaïques recueillent l’énergie solaire et créent de l’électricité, grâce à l’effet photovoltaïque

Il existe deux types de cellules photovoltaïques : les cellules monocristallines ou polycristallines. On parle alors de panneaux solaires monocristallins ou polycristallins. Les premiers étant légèrement plus efficaces et plus esthétiques grâce à un aspect et un colori plus uniforme. 

Les panneaux solaires sont généralement installés sur le toit des bâtiments et orientés sur la façade la plus exposée au soleil. Il existe deux manières d’installer des panneaux photovoltaïques sur une maison :

  • l’intégration au bâti : le panneau solaire est une partie à part entière de la toiture ;
  • la surimposition : le panneau solaire est simplement posé sur les tuiles.

Néanmoins il est également possible d’installer des panneaux solaires au sol, lorsque la toiture ne permet pas l’accueil optimal des panneaux solaires.

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Qu'est-ce que l'effet photovoltaïque ?

Nous l’avons vu, produire de l’électricité solaire repose sur l’effet photovoltaïque. Ce dernier a été découvert en 1839 par le physicien français Edmond Becquerel. Mais qu’est-ce que c’est exactement l’effet photovoltaïque ? 

Les cellules photovoltaïques sont composées de silicium, un matériau semi-conducteur. Lors de leur fabrication, elles sont dopées positivement et négativement, c’est-à-dire que l’on ajoute certains matériaux afin d’améliorer la conductivité : le dopage des cellules photovoltaïques est généralement réalisé avec du phosphore et du bore. On dit qu’elles présentent une couche p, qui présente un déficit en électron et une couche n, qui présente un excès d’électrons. La zone de contact entre ces deux zones s’appelle la jonction p-n. Les cellules photovoltaïques sont ensuite assemblées afin de créer un circuit électrique. Lorsque le soleil brille, ses rayons viennent frapper les cellules photovoltaïques. Les photons qu’ils contiennent créent alors un circuit électrique, induit par la différence de potentiel entre les deux couches. Le courant généré n’a plus qu’à être transformé en courant alternatif grâce à un onduleur afin d’alimenter les appareils électriques du quotidien. 

Cellules solaires

L’intermittence de la production d’électricité solaire

La production d’électricité à partir de panneaux solaires en elle-même est propre, puisqu’à la différence d’une centrale thermique, elle ne rejette aucun gaz à effet de serre. Toutefois, en prenant un peu de recul, il serait faux de dire que ce mode de production est neutre en carbone, puisqu’il nécessite des procédés industriels de fabrication qui peuvent être émetteurs en CO2. 

L'énergie solaire, elle, est entièrement renouvelable, c’est donc tout naturellement que la transition énergétique en a fait un de ses piliers. En effet, à la différence des énergies fossiles, on peut considérer l’énergie solaire comme infinie au regard des besoins de consommation de l’humanité. En France, nous recevons de la part du soleil à chaque instant 150 W / en moyenne. De quoi subvenir largement à l’intégralité de nos besoins. Néanmoins, le photovoltaïque n’est pas simple à mettre en œuvre puisqu’il s’agit d’un moyen de production d’électricité intermittent, dont la production varie au fil de la journée et des saisons. 

Qu’est-ce que l’intermittence de l’énergie solaire ?

L’intermittence de l’énergie solaire désigne le fait que le soleil ne brille pas de manière constante tout au long d’une journée. De ce fait, il faut pouvoir stocker l’électricité produite en surplus pour la consommer plus tard (ce qui est difficile d’un point de vue technique) ou compter sur des moyens de production d’électricité pilotables afin de prendre le relais la nuit ou lorsque le soleil est caché par des nuages. Produire de l’électricité solaire implique donc de transformer nos modes de production et de consommation d’énergie. 

🚀 Comment optimiser la production d’électricité solaire ?

Nous avons vu dans les grandes lignes le fonctionnement d’un panneau solaire. Mais il existe de nombreuses façons de réaliser une installation selon le type de consommation du foyer concerné et les particularités du logement. Produire de l’électricité solaire implique donc de respecter certaines règles. Bien évidemment, ce sont les installateurs solaires qui sont chargés de s’en préoccuper - sauf si vous avez opté pour un kit solaire à monter vous-même. Mais un rapide tour d’horizon ne vous fera pas de mal.

Optimiser sa production électrique solaire  

Vous vous en doutez, on ne pose pas des panneaux solaires photovoltaïques comme ça. Il faut prendre en compte un certain nombre d’éléments qui influencent directement le rendement de l’installation et donc la rentabilité du projet photovoltaïque. Puisqu’un panneau solaire doit recevoir le plus de lumière du soleil possible, il faut optimiser son installation en prenant en compte plusieurs éléments :

  • l’inclinaison et l’orientation des panneaux solaires, qui permettent de jouer sur la quantité de lumière qu’ils recevront ;
  • les éventuelles zones d’ombres qui pourraient gêner l’exposition des panneaux.

Les caractéristiques techniques d'implantation doivent être données par l’installateur solaire lors de la proposition de devis solaire, à l’issue de l’étude de faisabilité. L’entretien de l’installation joue également un rôle quant aux rendements et à l’amortissement des panneaux solaires. Au fil du temps, une couche de saleté peut s’accumuler à la surface des cellules, ce qui gène le passage de la lumière du soleil. Un nettoyage régulier permettra de solutionner le problème et même d’améliorer la durée de vie des panneaux solaires. À noter que ces règles d’installation et d’entretien sont valables pour les installations solaires thermiques, puisqu’elles sont confrontées à la même problématique.

Electricité solaire

Pour ce qui est de l’efficacité intrinsèque des panneaux solaires, c’est le prix qui est le facteur déterminant : les panneaux les plus chers étant les plus efficaces. Panneaux monocristallins ou polycristallins ? Nous direz-vous. Les meilleurs panneaux solaires sont les monocristallins. Ils sont les plus chers du marché, mais aussi les plus efficaces. Ces derniers peuvent atteindre des rendements de 24 % contre 18 % pour des panneaux polycristallins. Par conséquent, les panneaux monocristallins permettent de produire plus d’électricité à surface égale. Ils seront privilégiés par les installations posées sur des surfaces limitées. Mais le coût de de ces installations photovoltaïques sera plus conséquent.

Vous souhaitez investir dans une installation solaire à moindre frais ? Optez pour des panneaux polycristallins, qui sont les panneaux solaires les moins chers. Vous pouvez également vous orienter vers un kit solaire à monter vous-même pour économiser les coûts de la main d'œuvre.  

Améliorer son autoconsommation d’électricité solaire

Produire un maximum d’électricité solaire c’est bien beau, mais encore faut-il pouvoir en faire quelque chose. Vous avez choisi l’autoconsommation photovoltaïque ? Sachez que vous pouvez mieux utiliser votre production d’électricité solaire. À cause de l’intermittence de l’énergie solaire et du coût des systèmes de stockage, la meilleure solution pour rentabiliser ses panneaux solaires et limiter son impact sur l’environnement, est de consommer le maximum d’électricité produite par vos panneaux. Sans parler de devenir autonome en énergie, il est plus avantageux d’autoconsommer son électricité que de l’injecter sur le réseau et la revendre à un fournisseur. 

En autoconsommation partielle, si votre installation est inférieure à 9 kWc, vous pouvez revendre votre électricité via EDF Obligation d’Achat à 0,10 € / Kwh. Or les tarifs d’achat EDF sont de 0,1546 € / kWh. Vous l’aurez compris, mieux vaut consommer l’électricité produite par vos panneaux solaires. Pour cela, il faut faire tourner ses appareils électriques lorsque le soleil brille. Comment faire ? Grâce à la domotique solaire ! La domotique comprend des équipements intelligents qui permettent de réguler la température de la maison automatiquement, de commander à distance certains appareils (machine à laver, lave-vaisselle) et d’en automatiser le déclenchement. Grâce à ces dispositifs vous pourrez valoriser facilement votre production électrique solaire !

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Vous souhaitez passer à l’énergie solaire mais vous ne savez pas par où commencer ? On vous comprend ! C’est pour cela que nos experts solaires peuvent vous accompagner dans le lancement de votre projet en vous aidant à caractériser vos besoins et à trouver un installateur fiable. Contactez-les au 09 71 07 07 40 du lundi au vendredi de 9h00 à 19h00 (service et appel non-surtaxé) et réalisez en quelques minutes un devis personnalisé.

❓ FAQ : vos questions sur la production d'électricité photovoltaïque

Comment est produite l’électricité par les panneaux solaires ?

Les panneaux solaires sont posés sur une toiture, un abri, un plus gros bâtiment comme un hangar ou au sol afin d’être les mieux exposés à la lumière du soleil. Lorsque le soleil brille, les rayons du soleil et les photons qu’ils contiennent viennent créer un courant électrique grâce aux cellules photovoltaïques, faites en silicium, un matériau semi-conducteur. Il existe deux types de panneaux solaires : les monocristallins et les polycristallins. Le choix sera fait par l’installateur solaire que vous choisirez en fonction de votre budget et vos besoins de consommation. Il est primordial de faire appel à un installateur labellisé RGE afin de bénéficier des aides de l’Etat pour l’installation de panneaux solaires

Comment est stockée l’électricité produite par les panneaux solaires ?

Lorsqu’elle n’est pas consommée sur le site de production, l’électricité produite par des panneaux solaires est soit injectée sur le réseau pour être consommée par quelqu’un d’autre - pour cela il faut assurer le raccordement des panneaux solaires - soit stockée dans une batterie. Ces dernières permettent en effet de différer la consommation de l’électricité produite par les panneaux solaires à des moments où le soleil ne brille plus.

Qu’est-ce que l’intermittence de l’énergie solaire ? 

L’énergie solaire, au même titre que l’éolien, est une énergie dite intermittente. Cela signifie que la production d’électricité solaire est tributaire du soleil. L’ensoleillement fluctue au cours de la journée et disparaît complètement la nuit. La production d’électricité solaire suit donc exactement le même rythme que celui du soleil. Cela pose certains problèmes en terme de stockage et de gestion des pics de consommation.

Hugo Demaille

Hugo Demaille

Rédacteur web & SEO

Diplômé en Information et Communication, Hugo est rédacteur web et seo chez Hello Watt. Il écrit sur différents sujets autour de l’énergie, notamment sur le secteur des panneaux solaires photovoltaïques.