Comment fonctionne un panneau solaire photovoltaïque ?

Les panneaux solaires photovoltaïques sont des dispositifs permettant de transformer la lumière du soleil en électricité. Leur fonctionnement repose sur un phénomène physique appelé « effet photovoltaïque », découvert au 19e siècle par le physicien français Edmond Becquerel. Grâce à ce processus, l’énergie solaire est captée, convertie en électricité, et peut ensuite être utilisée pour alimenter une maison, un bâtiment ou même être injectée dans le réseau électrique.

Le principe de l’effet photovoltaïque

Le cœur du fonctionnement d’un panneau photovoltaïque réside dans l’effet photovoltaïque. Ce phénomène se produit lorsque des photons (particules de lumière) frappent un matériau semi-conducteur, généralement du silicium. Les panneaux sont composés de cellules photovoltaïques, formées à partir de ce matériau.

Chaque cellule est constituée de deux couches de silicium dopées différemment : l’une avec des charges négatives (dopée au phosphore) et l’autre avec des charges positives (dopée au bore). Lorsqu’un photon entre en contact avec ces cellules, il transfère son énergie à un électron de la couche dopée négativement. Cet électron est alors libéré de sa position et, en circulant vers la couche dopée positivement, il génère un courant électrique.

Ce flux d’électrons crée ainsi un courant continu (CC), qui est ensuite transformé en courant alternatif (CA) grâce à un onduleur. Ce courant alternatif est le type d’électricité utilisé dans la plupart des foyers et des bâtiments.

Les composants d’un panneau photovoltaïque

Un panneau solaire photovoltaïque est composé de plusieurs éléments qui permettent d’optimiser la production d’électricité :

• Les cellules photovoltaïques : ce sont elles qui captent la lumière et génèrent le courant électrique. Les panneaux solaires sont constitués de plusieurs cellules connectées en série.
• Le cadre : souvent en aluminium, il protège les cellules des intempéries tout en assurant une bonne ventilation pour éviter la surchauffe.
• Le verre protecteur : placé à l’avant du panneau, il protège les cellules des chocs et des conditions extérieures (pluie, vent, grêle) tout en laissant passer la lumière solaire.
• Le boîtier de connexion : situé à l’arrière du panneau, il assure la connexion électrique des panneaux au reste du système (onduleur, câblage).

Optimisation de la production d’énergie

Pour que les panneaux photovoltaïques fonctionnent de manière optimale, plusieurs facteurs doivent être pris en compte :

• L’orientation et l’inclinaison : pour maximiser l’exposition à la lumière, les panneaux doivent être orientés plein sud dans l’hémisphère nord, avec une inclinaison optimale d’environ 30 à 35°.
• L’ensoleillement : plus il y a de lumière solaire disponible, plus la production d’électricité sera importante. Cependant, même en présence de nuages, les panneaux continuent de fonctionner, mais à un rendement réduit.
• L’absence d’ombrage : les arbres, bâtiments ou tout autre obstacle qui projettent de l’ombre sur les panneaux peuvent réduire considérablement leur efficacité.

Les avantages des panneaux photovoltaïques

Les panneaux solaires photovoltaïques offrent plusieurs avantages. Ils permettent aux propriétaires de générer leur propre électricité, réduisant ainsi leur dépendance vis-à-vis des fournisseurs d’énergie traditionnels. De plus, ils contribuent à réduire les émissions de gaz à effet de serre en utilisant une source d’énergie renouvelable et propre. Enfin, ils offrent un retour sur investissement intéressant, surtout dans des régions bénéficiant d’un bon ensoleillement, comme les Bouches-du-Rhône et le Var.

Les panneaux photovoltaïques sont un moyen efficace de transformer l’énergie solaire en électricité grâce à l’effet photovoltaïque. Ils représentent une solution écologique et économique pour les particuliers souhaitant s’engager dans la transition énergétique.