Panneau solaire photovoltaïque

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Qu’est-ce qu’un panneau solaire ?

Un panneau solaire est un dispositif conçu pour convertir l'énergie lumineuse du soleil, principalement sous forme de photons, en électricité ou en chaleur. Il existe deux principaux types de panneaux solaires, chacun ayant une application spécifique :

Panneaux solaires photovoltaïques (PV) : Ces panneaux convertissent l'énergie lumineuse en électricité. Ils sont composés de cellules photovoltaïques, généralement fabriquées à partir de silicium, qui génèrent un courant électrique lorsque la lumière les frappe. L'électricité produite est en courant continu (DC) et peut être convertie en courant alternatif (AC) à l'aide d'un onduleur pour être utilisée dans les foyers et les entreprises. Il existe une grande variété de panneaux photovoltaïques ayant chacun leurs avantages spécifiques.

Ces deux types de panneaux solaires ont des utilisations complémentaires et sont toutes les deux intéressantes pour réduire vos dépenses d’énergie. Cependant, l’auto-installation du panneau photovoltaïque est généralement plus accessible aux particuliers, car plus simple à installer.

De quoi est composé un panneau solaire ?

La composition d’un panneau solaire photovoltaïque varie en fonction du type de panneau installé. Cependant, certains éléments principaux composant les modules se retrouvent aujourd’hui dans presque tous les panneaux commercialisés au grand public :

Cellules photovoltaïques : Leurs formes diffèrent selon le type de panneaux, mais elles sont généralement composées à base de silicium (2ᵉ élément le plus abondant de la croûte terrestre). Elles ont pour but de transformer la lumière en courant électrique continu.

Verre de protection : Une couche de verre trempé est placée devant la cellule pour laisser entrer la lumière et protéger cette dernière. En fonction du type de module, d’autres couches peuvent être ajoutées à l’arrière des cellules pour améliorer la longévité de ces dernières. 

Backsheet (ou Feuille arrière) : Traditionnellement, des matériaux composites à base de polymères (tels que le Tedlar) composent les feuilles arrière des panneaux photovoltaïques. Ces matériaux ont été choisis pour leur propriété de protection contre l’humidité, leur bonne résistance aux UV et leur capacité en termes d’isolation électrique.

Boitiers de jonction : Les boîtiers de jonctions servent de points de connexion entre le module, les câbles externes. Ils ont aussi un rôle de protection de l’intégrité du module en intégrant des diodes de dérivation. Ces dernières ont pour rôle la prévention des points chauds sur le module en cas d’ombre sur une partie des cellules du panneau.

Câbles et connecteurs : Des câbles solaires de 4mm² et leurs connecteurs sont habituellement intégrés aux panneaux actuellement disponibles sur le marché.

Quelle est la différence entre un panneau solaire et un panneau photovoltaïque ?

"Panneau solaire" est un terme qui peut se référer à toute technologie qui convertit la lumière du soleil en une autre forme d'énergie. Cependant, il peut faire référence à deux technologies distinctes : les panneaux solaires thermiques et les panneaux solaires photovoltaïques.

Panneaux solaires thermiques :

• Objectif : Produire de la chaleur.
• Fonctionnement : Ils absorbent la chaleur du soleil pour chauffer de l'eau chaude sanitaire ensuite stockée dans un ballon d’eau chaude.
• Application : Ils sont généralement utilisés pour le chauffage de l’eau dans les habitations, piscines, ou même pour des processus industriels nécessitant de la chaleur.

Panneaux solaires photovoltaïques :

• Objectif : Produire de l'électricité.
• Fonctionnement : Ils convertissent la lumière du soleil en électricité grâce à l’effet photovoltaïque. Lorsque la lumière du soleil frappe les cellules photovoltaïques, un courant électrique est créé.
• Application : Ils sont utilisés pour alimenter des appareils électriques, recharger des batteries, ou même injecter de l'électricité dans le réseau public. On parle alors d'avoir un kit solaire branché au réseau par exemple. 

La principale différence entre les deux types de panneaux solaires réside dans le type d'énergie qu'ils produisent : les panneaux solaires thermiques produisent de la chaleur, tandis que les panneaux solaires photovoltaïques produisent de l'électricité.

Combien coûte un panneau solaire ?

Le prix des panneaux photovoltaïques étant en constante évolution, il est difficile de donner une réponse définitive à cette question. Des économies d'échelle et un fort développement du marché a eu tendance à pousser le prix du panneau à la baisse. Le prix d’un panneau est déterminé par quelques caractéristiques principales :

• La marque, évidemment une marque ayant une bonne réputation et des produits de qualité supérieure, pourra vendre ses panneaux plus cher.
• La puissance du module, la puissance maximale d’un panneau dans des conditions de test standardisés est exprimée en Watt-crête (Wc). Cette donnée est utilisée comme étalon de puissance des différents panneaux. En règle générale, plus cette donnée est élevée, plus le panneau est cher.
• Le type de panneau, il existe une multitude de gammes de panneaux. Shingle; Demi-cellule ; Biverre; Bifacial; Hétérojonction. Toutes ces caractéristiques peuvent faire varier le prix d’un panneau. Ces technologies impliquent généralement de meilleures performances et une durabilité améliorée.

Quelle est la durée de vie d'un panneau solaire ? 

La durée de vie d'un panneau solaire est généralement d'environ 25 à 30 ans. Cependant, cela ne signifie pas qu'il cesse de fonctionner après cette période. En réalité, un panneau solaire peut continuer à produire de l'électricité bien au-delà de 30 ans, mais son efficacité diminuera progressivement. Beaucoup de fabricants garantissent une performance d'au moins 80% de la capacité initiale après 25 ans d'utilisation. Il est donc courant de voir des panneaux solaires dépassant leur durée de vie prévue tout en restant fonctionnels, même s'ils sont moins efficaces qu'au début. Vous trouverez pour chaque panneau aussi bien une garantie de performance qu’une garantie de fonctionnement du matériel.

Combien de kWh produit un panneau solaire ? 

Il est difficile de répondre de manière universelle à cette question, car le rendement d’un panneau dépend de plusieurs facteurs : La puissance nominale du panneau ; l’emplacement géographique ; les conditions météorologiques ; l’orientation et l’inclinaison.

Si on considère qu’en France une installation de 3000W orientée plein sud, soit 8 panneaux, peut en moyenne permettre la production de 3400 kWh. Chaque panneau devrait en théorie produire 425 kWh par an, soit 1.16 kWh par jour et par panneau solaire.

Combien de panneaux solaires pour 3000W ?

Le nombre de panneaux solaires pour 3000W dépend nécessairement de la puissance nominale du panneau utilisé. 

Pour atteindre 3000W exactement, il vous faudra soit : 

• 8 panneaux de 375W
• 6 panneaux de 500W

En outre, un onduleur de 3000W, il est souvent possible d’installer une puissance supérieure de panneaux photovoltaïques (jusqu'à 30% de surdimensionnement environ). Cela permet d’utiliser les capacités de votre onduleur d’une façon plus optimale durant les périodes moins ensoleillées.

Combien de panneaux solaires selon la superficie de votre maison ? 

La surface nécessaire à la pose de panneaux photovoltaïques est aujourd’hui de 2m² en moyenne par module photovoltaïque. Donc, on divisera la surface d’accueil potentielle par ce chiffre (⇾2) pour connaître le nombre approximatif de panneaux que votre situation permet.

En théorie, une maison dont le toit présente une surface disponible 20m pourra accueillir jusqu'à 10 panneaux. En pratique, les formes inégales des toits et les obstacles impliquent souvent une capacité d’accueil réduite.

Cependant, de nombreuses solutions existent comme la possibilité d’installer vos panneaux sur différents pans de toits, ou au sol. Le micro-onduleur devient alors le choix idéal, car il offre une grande flexibilité de placement de vos panneaux solaires.

Quelles sont les différentes technologies de panneaux solaires ?

Les technologies de panneaux solaires se sont diversifiées pour répondre aux besoins variés du marché. Il est essentiel de noter que ces caractéristiques ne sont pas mutuellement exclusives, et on peut fréquemment trouver des panneaux combinant plusieurs de ces technologies. Il faut aussi ajouter que la vaste majorité des panneaux aujourd’hui commercialisés sur le marché français sont des panneaux monocristallins.

• Les panneaux bifaciaux : Capables de capturer la lumière par les deux faces, ces panneaux augmentent le potentiel de production d'énergie en utilisant la lumière réfléchie sur la surface arrière. Cette augmentation est dépendante de l’effet d’albédo, un coefficient de réfléchissement de la lumière sur les surfaces.
• Les panneaux biverres : Comme les panneaux bifaciaux, ces panneaux comportent deux lames de verre, à l’avant et à l’arrière de la cellule. Cette caractéristique améliore la durabilité du panneau. Tous les panneaux bifaciaux sont de fait biverres, mais les panneaux biverres peuvent disposer d’un backsheet (⇒feuille arrière) en polymère comme les panneaux solaires traditionnels. Les deux font preuve d’une durabilité augmentée, mais le panneau biverre l’est encore plus en raison de la couche supplémentaire de protection.
• Les panneaux hétrojonction : Ils combinent des couches minces de matériaux différents pour améliorer le rendement grâce à une meilleure gestion des électrons et une réduction des pertes thermiques.
• Les panneaux à couche mince : Constitués de matériaux semi-conducteurs en très fine épaisseur, ils sont plus légers et flexibles, mais ont généralement un rendement plus faible que les panneaux cristallins. Ils sont d’ailleurs peu commercialisés au grand public.
• Les panneaux demi-cellules : Cette technologie divise les cellules solaires traditionnelles en deux, réduisant ainsi la résistance électrique et améliorant le rendement, tout en minimisant les pertes dues aux microfissures.
• Les panneaux monocristallins : Réalisés à partir d'un seul cristal de silicium, ces panneaux ont une couleur plus sombre, presque noire. Ils offrent généralement un rendement plus élevé que les polycristallins, mais sont aussi plus coûteux.
• Les panneaux shingle : Ils utilisent des cellules solaires découpées en bandes et disposées de manière chevauchante, supprimant ainsi les espaces intercellulaires et augmentant la surface active pour une meilleure efficacité.