Comment fonctionne un panneau solaire photovoltaïque ?
Une partie du rayonnement solaire est transformée en énergie électrique à l’aide de panneaux solaires constitués de cellules photovoltaïques. Celles-ci sont fabriquées avec du silicium, un matériau semi-conducteur qui réagit électriquement en présence de lumière. Les panneaux doivent ainsi être installés de façon à capter un maximum d’ensoleillement. C’est pourquoi ils sont généralement posés en toiture, mais parfois aussi sur un terrain dégagé.
Conversion du rayonnement solaire en électricité photovoltaïque
Les cellules génèrent un courant électrique lorsqu’elles sont exposées aux rayons du soleil. C’est l’effet photovoltaïque ou effet photoélectrique. Concrètement, les photons apportés par la lumière solaire entrent en contact avec les électrons du matériau semi-conducteur. Ces derniers se mettent alors à se déplacer rapidement dans tous les sens. Ils se dirigent ensuite vers les bornes de la cellule photovoltaïque, ce qui a pour effet de générer du courant continu. Un onduleur se charge ensuite de le convertir en courant alternatif.
Ainsi, dans ce processus, c’est la lumière qui est convertie en énergie, mais pas la chaleur du rayonnement.
Les différents éléments d’une installation photovoltaïque
Voici les différents éléments qui composent une installation photovoltaïque :
- Panneaux solaires photovoltaïques : ils captent la lumière du soleil pour la transformer en courant continu ;
- Onduleur ou micro-onduleurs : ces dispositifs convertissent le courant continu issu des panneaux en courant alternatif utilisable par vos appareils électriques et électroniques domestiques ; ils ont également pour rôle de contrôler la production électrique du système solaire photovoltaïque ; par ailleurs, les micro-onduleurs sont capables d’optimiser le rendement de l’installation photovoltaïque en ajustant individuellement la production électrique de chaque panneau ;
- Compteur solaire : cet appareil mesure la quantité d’énergie produite par le système photovoltaïque :
- Compteur électrique : il mesure la quantité d’électricité injectée sur le réseau en autoconsommation avec revente de surplus ; ce compteur assure également le basculement de votre réseau électrique domestique entre le système photovoltaïque et le réseau.
Utilisation de l’énergie solaire photovoltaïque
Les particuliers sont de plus en plus nombreux à installer des panneaux photovoltaïques afin de réduire leur empreinte carbone et de faire des économies d’énergie. L’électricité issue de votre installation photovoltaïque peut être utilisée différemment selon vos besoins.
L’autoconsommation avec revente de surplus
C’est le type d’usage le plus répandu. Vous produisez de l’électricité « verte » pour votre propre consommation, ce qui vous permet de moins dépendre du réseau. Non seulement vous réduisez vos factures d’électricité de façon conséquente, mais vous contribuez aussi à la transition écologique.
Le surplus de production issue de votre système photovoltaïque est ensuite injecté sur le réseau et vendu au fournisseur traditionnel à prix fixe. Cette revente se fait dans le cadre d’un contrat de rachat (obligation d’achat EDF) d’une durée de 20 ans. L’autoconsommation avec revente de surplus vous permet de générer un complément de revenu et de rentabiliser votre installation plus rapidement. De plus, elle vous donne droit à la prime à l’autoconsommation.
La vente totale
Elle consiste à vendre à EDF ou un autre fournisseur d’électricité la totalité de la production issue de votre installation photovoltaïque. Vous n’utilisez donc pas l’énergie solaire photovoltaïque pour votre propre consommation. Mais vous générez un revenu grâce à votre toit et votre installation photovoltaïque.
L’autoconsommation totale
L’autoconsommation totale vise à consommer l’intégralité de votre production photovoltaïque, c’est-à-dire sans revendre le surplus. Néanmoins, c’est un objectif difficile à atteindre, parce qu’une partie de votre consommation a lieu en soirée et le matin. De façon générale, le taux d’autoconsommation excède rarement 60%.
L’autoconsommation collective
Il s’agit de produire de l’électricité photovoltaïque en vue de la partager à d’autres ménages ou utilisateurs qui sont géographiquement proches du site de production. Ce cas d’usage est par exemple adapté aux besoins des résidents d’un même immeuble ou d’une copropriété. Cependant, l’autoconsommation collective est toujours complétée par le raccordement au réseau car elle ne suffit pas à répondre aux besoins de tous les utilisateurs.
Quels sont les avantages et inconvénients de l’énergie solaire photovoltaïque ?
La production d’énergie solaire photovoltaïque offre plusieurs avantages malgré quelques inconvénients.
Avantages |
Inconvénients |
- L’énergie photovoltaïque est issue d’une ressource renouvelable et durable ;
- La production d’énergie photovoltaïque n’émet aucun polluant ni gaz à effet de serre ;
- L’énergie solaire photovoltaïque réduit votre impact carbone ;
- Vous réalisez d’importantes économies énergétiques sur le long terme ;
- Les panneaux photovoltaïques sont recyclables à plus de 94% ;
- Le surplus de production peut être revendu pour générer un complément de revenu ;
- Des aides existent pour encourager les ménages à passer à l’énergie solaire photovoltaïque.
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- La production de l’énergie photovoltaïque dépend de l’ensoleillement et des conditions climatiques ;
- La production ne peut avoir lieu que pendant la journée.
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Les différents types de panneaux solaires photovoltaïques
On peut distinguer trois principaux types de panneaux photovoltaïques :
- Les panneaux monocristallins : ils sont élaborés avec un bloc de silicium formé par un seul cristal ; ils offrent un meilleur rendement, de l’ordre de 16 à 24% ; de plus, ils sont plus durables avec une durée de vie estimée entre 30 et 40 ans ; ces panneaux se reconnaissent à leur couleur noire ;
- Les panneaux polycristallins : de couleur bleu foncé, leur fabrication fait appel à du silicium constitué de plusieurs cristaux ; ces panneaux offrent un rendement compris entre 14 et 18% et leur durée de vie est d’environ 25 ans ;
- Les panneaux à couche mince : utilisant très peu de silicium, ils ont un faible rendement mais aussi une durée de vie plus courte, de l’ordre de 10 à 15 ans.
Bon à savoir : Cap Soleil Energie installe uniquement des panneaux monocristallins, réputés pour leur durabilité et leur rendement élevé. De plus, seuls des micro-onduleurs sont utilisés afin d’assurer un rendement optimal de l’installation photovoltaïque quelles que soient les conditions d’ensoleillement.
Les aides pour passer à l’énergie solaire photovoltaïque
En passant à l’énergie solaire photovoltaïque, vous pouvez bénéficier de certaines aides de l’État ou des collectivités. Ces dispositifs ont pour objectif de soutenir les particuliers, mais aussi les entreprises, dans leur initiative de transition énergétique. Voici quelques aides auxquelles vous pouvez avoir droit en installant des panneaux photovoltaïques pour votre autoconsommation avec revente de surplus :
- La TVA à taux réduit à 10% ;
- La prime à l’autoconsommation ;
- Les aides locales qui varient selon les régions ;
- L’obligation d’achat.