Comprendre l’effet photovoltaïque
Pour commencer,
Grâce à des innovations constantes, nous sommes désormais capables de générer, de manière efficace, de l’électricité à partir de la lumière du soleil. Au centre du soleil, des réactions de fusion émettent des rayonnements contenant des photons. Environ 8 minutes après leur émission, ces photons atteignent la surface terrestre et entrent en contact avec un panneau solaire photovoltaïque.
L’effet photovoltaïque.
Lors de cette interaction, l’énergie des photons est transférée aux électrons présents dans le panneau, provoquant leur déplacement. Ce mouvement crée des « trous » (les positions laissées vacantes par les électrons) et, ensemble, ils produisent un courant électrique dans la cellule photovoltaïque. Cette conversion de la lumière en électricité est au cœur de toute installation photovoltaïque.
Au niveau de la production d’électricité…
La Lumière du soleil.
La lumière du soleil est produite par la fusion de l’hydrogène en hélium au centre du soleil, une réaction nucléaire qui libère de la chaleur et divers rayonnements contenant des photons.
Les Photons.
L’énergie libérée par le soleil transporte des particules nommées photons. Ces photons sont échangés lors de l’absorption ou de l’émission de lumière par la matière. Un photon n’a pas de masse, il contient seulement une énergie qui se déplace à la vitesse de la lumière. L’énergie du photon varie en fonction de la fréquence de l’onde associée.
La cellule photovoltaïque.
La cellule photovoltaïque absorbe le photon et son énergie est transférée à un électron dans le matériau semi-conducteur de la cellule. Ce transfert d’énergie crée un mouvement de l’électron, lui permettant de s’échapper de sa position initiale dans l’atome et de créer un trou, un manque d’électron qui laisse place à un autre électron. La succession de ces mouvements crée un champ électrique, ce qui permet la collecte et le transfert des électrons vers les circuits externes.
Chaque cellule est composée de « doigts » et de « fils de bus » qui transfèrent le courant électrique jusqu’à la boîte de jonction. Les doigts collectent le courant de la cellule et le transfèrent aux fils de bus, qui connectent les cellules entre elles. Les demi-cellules, par rapport aux cellules classiques, produisent une tension et un courant plus faibles, ce qui permet de réduire les pertes internes et d’augmenter la puissance produite.
Le panneau solaire.
À l’intérieur du panneau, un certain nombre de cellules sont branchées en série, et plusieurs branches de cellules sont branchées en parallèle afin de générer une tension et un courant spécifiques.
Le câblage.
Les panneaux peuvent être câblés en série ou en parallèle. Le câblage en série permet d’augmenter la tension, tandis que le câblage en parallèle augmente le courant. Le choix du câblage dépend de la conception du système et de l’optimisation des performances pour répondre aux besoins énergétiques spécifiques. L’équipe d’ALPA Solaire choisit la meilleure configuration possible en fonction des données techniques de l’onduleur ainsi que du coût, afin de vous proposer la solution optimale.
L’Ombrage.
L’ombrage sur un panneau réduit sa production d’électricité. En effet, les cellules ombragées ne produisent plus, mais les autres continuent de générer de l’électricité en courant continu (DC) vers l’onduleur, qui se chargera de la conversion en courant alternatif (AC). Afin d’éviter que les cellules ombragées n’aspirent le courant produit par les autres cellules en parallèle ou les panneaux en série, des diodes sont installées pour indiquer le sens du courant.
Tension et Courant.
Dans le panneau solaire, la tension est la résultante du nombre d’électrons dû aux composants chimiques. Cette tension varie seulement avec la température ambiante. Le courant, quant à lui, est la résultante de l’ensoleillement. En fonction de celui-ci, les cellules produisent plus ou moins de courant. C’est pourquoi, la nuit, la cellule ne produit plus de courant et donc plus d’électricité.
Production d’électricité.
L’effet photovoltaïque, qui transforme la lumière du soleil en électricité, est au cœur de la technologie des panneaux solaires. En capturant l’énergie des photons et en la convertissant en courant électrique, cette technologie permet de produire une énergie propre et renouvelable. La configuration et le câblage des panneaux, ainsi que la gestion des ombrages, jouent un rôle crucial dans l’optimisation de leur performance.
En adoptant l’énergie photovoltaïque, nous investissons dans une solution durable pour répondre à nos besoins énergétiques tout en préservant l’environnement. Avec les avancées continues dans ce domaine, les panneaux solaires représentent un choix de plus en plus viable pour une transition énergétique plus propre et plus responsable.