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

Comment produire de l’électricité avec des panneaux solaires ? Voilà une question qui mérite bien un petit approfondissement. La production d’électricité repose le plus souvent sur la conversion d’une énergie mécanique, générée par diverses moyens, en énergie …

Comment produire de l’électricité avec des panneaux solaires ? Voilà une question qui mérite bien un petit approfondissement. La production …

Comment produire de l’électricité avec des panneaux solaires ? Voilà une question qui mérite bien un petit approfondissement. La production d’électricité repose le plus souvent sur la conversion d’une énergie mécanique, générée par diverses 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. On vous explique tout ça dans cet article.

Produire de l'électricité solaire

Comment fonctionne un panneau solaire ?

Qu’est-ce qu’un panneau solaire ?

Un panneau solaire est une plaque de quelques centimètres d’épaisseur qui sert à produire de l’électricité en utilisant l’énergie 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 la lumière du soleil 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 un toit :

  • 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.

L’intermittence de la production d’électricité photovoltaïque

La production d’électricité photovoltaïque est propre puisqu’à la différence d’une centrale thermique, elle ne rejette aucun gaz à effet de serre. De plus l’énergie solaire 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 à nos besoins et en finir les énergies fossiles pour de bon. Néanmoins, le photovoltaïque n’est pas simple à mettre en oeuvre puisqu’il s’agit d’un moyen de production d’électricité intermittent.

Vous avez déjà peut-être déjà entendu parler de l’intermittence des énergies renouvelables. L’intermittence désigne le fait que le soleil (et le vent dans le cas des éoliennes) 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 techniquement), 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 à partir de l’énergie solaire implique donc de transformer nos modes de production et de consommation d’énergie.

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Qu'est-ce que l'effet photovoltaïque ?

Nous l’avons vu, la production d’électricité grâce aux panneaux solaires 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. Les cellules de silicium sont dopées positivement et négativement, c’est-à-dire qu’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 transmettent leur énergie et permettent de créer 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. Voilà, vous savez maintenant ce qu’est l’effet photovoltaïque !

Cellules solaires

Comment optimiser la production électrique solaire et la consommation d'une installation photovoltaïque ?

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 photovoltaïque implique donc de respecter certaines règles. Bien évidemment, ce sont les installateurs solaires qui sont chargés de s’en préoccuper. Mais un rapide tour d’horizon ne vous fera pas de mal. Non ?

Améliorer 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. Puisqu’un panneau solaire doit recevoir le plus de lumière du soleil possible, il faut optimiser son installation. L’inclinaison et l’orientation des panneaux solaires permet de jouer sur la quantité de lumière qu’ils recevront. Il faut également repérer sur la toiture les éventuelles zones d’ombres qui pourraient gêner l’exposition des panneaux.

La réponse à tous ces éléments doit être donnée par l’installateur solaire à l’issue de l’étude de faisabilité que l’on retrouve également sous le nom de “calepinage photovoltaïque”. Pour ce qui est de l’efficacité intrinsèque des panneaux solaires, le budget concédé au projet solaire est le déterminant principal : les panneaux les plus chers étant les plus efficaces. Panneaux monocristallins ou polycristallins ? Nous direz-vous. Les panneaux monocristallins 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.

Electricité solaire

Améliorer sa consommation d’électricité solaire

Produire un maximum d’électricité 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. En effet l’électricité que vous n’utilisez pas est injectée sur le réseau. Mais revendre l’électricité photovoltaïque à un fournisseur est moins rentable.

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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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 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 matériaux 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.

🔋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, 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

Hugo

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, de la transition écologique ainsi que sur les sujets liés à l'énergie solaire.