Panneaux photovoltaïques

Un panneau solaire, c’est cet appareil placé au sol, sur les toits ou sur les ombrières de parking par exemple qui utilise la lumière du soleil pour produire de l’énergie électrique ou de la chaleur (énergie thermique qui a pour but de réchauffer l’intérieur des bâtiments ou de fournir de l’eau chaude).

C’est cet appareil placé au sol, sur les toits ou sur les ombrières qui utilise la lumière du soleil pour produire de l’énergie électrique ou de la chaleur (énergie thermique qui a pour but de réchauffer l’intérieur des bâtiments ou de fournir de l’eau chaude).

Les deux grandes familles de panneaux solaires

• Les panneaux solaires thermiques (capteurs solaires thermiques) qui convertissent la lumière en chaleur transformée en eau chaude
• Les panneaux solaires photovoltaïques (installations photovoltaïques) qui convertissent directement la lumière en électricité solaire.

Comment fonctionnent les panneaux photovoltaïques ?

Les panneaux solaires sont conçus pour capturer l’énergie lumineuse du soleil et la convertir en électricité utilisable. Ils sont constitués de plusieurs cellules photovoltaïques en silicium. Ces cellules photovoltaïques sont généralement montées sur un support rigide et recouvertes d’un matériau protecteur transparent, tel que le verre, pour les protéger des intempéries.

Lorsque la lumière du soleil frappe les cellules photovoltaïques, les électrons contenus dans les cellules sont excités, créant ainsi un flux d’électricité. Ce courant électrique peut ensuite être utilisé pour alimenter des appareils électriques, charger des batteries, ou être injecté dans le réseau électrique, contribuant ainsi à la production d’une électricité d’origine renouvelable.

Les panneaux solaires sont utilisés pour produire de l’électricité dans diverses applications, allant des installations solaires résidentielles et commerciales aux centrales solaires de grande envergure. Ils jouent un rôle clé dans la transition vers des sources d’énergie plus durables et respectueuses de l’environnement, réduisant la dépendance aux combustibles fossiles et les émissions de gaz à effet de serre.

Les panneaux photovoltaïques dans l’histoire

L’histoire du photovoltaïque remonte à plus d’un siècle et le développement des panneaux solaires photovoltaïques résulte d’une série de découvertes dans le domaine de la science des matériaux et de la conversion de l’énergie solaire en électricité. 

• 1839 : l’effet photovoltaïque est découvert pour la première fois par le physicien français Alexandre-Edmond Becquerel. Il constate que certaines substances, comme le sélénium, produisent une petite quantité d’électricité lorsqu’elles sont exposées à la lumière solaire.
• Fin du 19^e siècle : les premières cellules solaires basées sur le sélénium sont développées. Encore peu efficaces, elles sont utilisées essentiellement pour la recherche.
• Années 1950 : les premières cellules solaires au silicium, base des panneaux photovoltaïques modernes, apparaissent. Le silicium s’est avéré plus efficace pour la conversion de la lumière solaire en électricité que le sélénium. Dans la foulée de cette avancée, les premiers panneaux solaires sont créés pour alimenter les satellites et les missions spatiales. 
• Années 1970 : cette décennie marque les débuts de la commercialisation des panneaux solaires pour des applications terrestres, notamment l’alimentation en électricité des bâtiments et des équipements éloignés. Les coûts diminuent progressivement, ce qui contribue à l’adoption croissante de l’énergie solaire.
• Depuis les années 1970 : la technologie photovoltaïque n’a cessé de s’améliorer en termes d’efficacité, de durabilité et de coût. Aujourd’hui, les panneaux photovoltaïques sont utilisés dans le monde entier pour produire de l’électricité renouvelable, contribuant ainsi à la transition vers des sources d’énergie plus durables et respectueuses de l’environnement. Ils sont utilisés dans des installations résidentielles, commerciales, industrielles…

Et les panneaux solaires thermiques, comment marchent-ils ?

Les panneaux solaires thermiques, également appelés capteurs solaires thermiques, sont des dispositifs conçus pour capturer l’énergie thermique du soleil et la convertir en chaleur utilisable. Ils sont généralement constitués de collecteurs solaires conçus pour absorber la chaleur du soleil. Ces collecteurs solaires sont équipés de tubes ou de canalisations contenant un fluide caloporteur, tel que de l’eau ou un mélange d’eau et d’antigel.

Lorsque la lumière solaire frappe les collecteurs solaires, elle est convertie en chaleur. Le fluide caloporteur circule à travers les tubes des collecteurs solaires. La chaleur ainsi capturée peut être utilisée pour diverses applications, notamment le chauffage de l’eau pour les besoins domestiques ou industriels, le chauffage de l’air pour le chauffage de bâtiments, la production de vapeur pour la génération d’électricité, ou d’autres processus industriels nécessitant de la chaleur.

Les panneaux solaires thermiques sont couramment utilisés pour fournir de l’eau chaude sanitaire dans les systèmes solaires d’eau chaude domestique, pour chauffer des piscines, et pour contribuer au chauffage de bâtiments résidentiels, commerciaux et industriels. Ils constituent une source d’énergie renouvelable et respectueuse de l’environnement pour la production de chaleur, contribuant ainsi à la réduction de la dépendance aux combustibles fossiles et des émissions de gaz à effet de serre associées.

Les différents types de panneaux solaires en 2023

• Les panneaux solaires thermiques : ces équipements ne produisent pas d’électricité mais captent l’énergie du soleil afin de produire de l’eau chaude sanitaire et du chauffage
• Les panneaux rayonnants : un radiateur qui fonctionne en émettant de la chaleur par sa surface frontale. Une plaque de résistance transmet sa chaleur sous forme de rayonnement infrarouge à travers une façade ajourée ou une plaque de verre
• Les panneaux solaires amorphes : leur taux de rendement est deux fois moins important que le polycristallin, mais ils sont beaucoup plus actifs dans le diffus et beaucoup moins cher. Les panneaux solaires amorphes ont un rendement économique meilleur que les panneaux cristallins
• Les panneaux solaires polycristallins : ils se caractérisent principalement par un bon rapport qualité/prix. Cela signifie que le prix par kWc est plutôt avantageux, car la fabrication est bien moins coûteuse
• Les panneaux solaires monocristallins : ce sont les panneaux qui ont des taux de rentabilité les plus élevés. Leur fabrication étant complexe, ils coûtent bien plus chers.

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