Une cellule photovoltaïque (ou photopile) est un dispositif qui transforme l'énergie lumineuse en courant électrique.
L'énergie solaire photovoltaïque provient de la conversion de la lumière du soleil en électricité. Cette conversion se produit au sein de matériaux "semi-conducteurs", qui ont comme propriété de libérer leurs électrons sous l'influence d'une énergie extérieure.
Dans le cas du photovoltaïque, cette énergie est apportée par les photons, les composants de la lumière, qui heurtent les électrons et les libèrent, induisant le courant électrique. Les cellules photovoltaïques sont de matériaux semi-conducteurs, dont le plus exploité est le silicium.
Orientés de la sorte par le matériau "dopé", ils vont circuler et créer un courant électrique lui-même recueilli par des fils métalliques très fins. Les cellules sont assemblées en modules (ou panneaux solaires). La puissance des modules varie de 2Wc pour les plus petits à 300Wc pour les plus grands. C’est le montage de ces modules reliés en parallèle ou en série, ainsi que leur nombre, qui vont déterminer la puissance totale de l’installation (les plus grosses installations connues sont de l’ordre de 20 à 40 MW).
L’unité de mesure pour les modules photovoltaïques est le
Wc (Watt crête) ou
Wp (Watt peak en anglais). L’unité de mesure pour les systèmes est généralement le
kWc (Kilowatt crête).
Le module génère une tension continue
VDC de l’ordre de 48V (selon les modèles), et un courant continu
IDC.
Cette tension continue est ensuite transformée, par un ou plusieurs
onduleurs, en tension alternative
VAC—230VAC monophasé ou 400VAC triphasé en fonction de la puissance de l’installation.
Si des batteries sont associées à l’installation (sites isolés), il faudra prévoir un
chargeur / régulateur de batterie qui chargera celle-ci pendant la journée avec un courant continu
IDC déterminé en fonction de la capacité
Ah de la batterie.
Production d'électricité pour
les sites isolés
Production d'électricité
raccordée au réseau
L’alimentation en énergie
d’équipements spécifiques
- Postes téléphoniques isolés
- Pompage et Horticulture
- Agriculture
- Balisage, signalisation
- Éclairage parcs et jardins
- Loisirs, camping-cars, nautisme
Production d’électricité pour les sites isolés :
L’énergie solaire captée par les panneaux est transformée en courant électrique continu CC (DC en anglais) de faible tension 12V, 24V ou 48V. Ce courant continu est ensuite utilisée soit directement, ou stockée dans des batteries et utilisable ultérieurement dans les périodes non ensoleillées.
Le régulateur veille à la charge des batteries dans les conditions optimales afin de garantir une durée de vie plus élevée à celles-ci, et régule la tension produite par les panneaux solaires.
Le convertisseur converti la tension produite en une tension utilisable par les appareils alimentés en 12VDC, 24VDC ou 48VDC.
L’onduleur transforme la tension produite en une tension 230VAC utilisable par tous les appareils alimentés en courant alternatif, dans la limite de la puissance de l’installation.
Il est conseillé d’opter pour une réduction de la consommation électrique de l’habitation par le changement de certaines habitudes, par exemple le changement des appareils anciens qui surconsomment de l’énergie par des appareils plus économiques, ceci afin d’optimiser le calcul de la puissance des panneaux à installer.
Production d’électricité raccordée au réseau :
Le principe est de devenir soi-même producteur d’électricité et de revendre sa production à EDF (ou aux producteurs publics ou privés locaux) en la réinjectant sur le réseau.
L’ensemble de votre habitation, ou de votre bâtiment tertiaire, industriel ou agricole, reste alimenté par le réseau classique.
Le tarif de revente en France est fonction du
type d’installation. Tarif à
0,30 €/KWh pour les systèmes en surimposition, tarif à
0,55 €/KWh pour les systèmes en intégration :
aides financières.
Deux possibilités d’installation raccordée réseau :
A) Injection totale :
L’intégralité de la production est injectée sur le réseau EDF et vendue au tarif réglementé.
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Descriptif Injection totale :
A. Panneaux solaires photovoltaïques
B. Onduleur qui transforme le courant IDC produit par les panneaux en courant alternatif IAC (tension 230VAC).
C. Compteur d’électricité permettant de connaître la production des panneaux.
D. Compteur électrique traditionnel permettant de connaître votre consommation quotidienne.
L’ensemble des appareils électriques de l’habitation étant alimentés par le réseau habituel (EDF)
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B) Injection partielle :
Le producteur consomme sa propre électricité et injecte seulement le surplus de sa production sur le réseau EDF.
Ce système est un mixte entre l’installation pour sites isolés et le raccordée réseau total. Il nécessitera une puissance installée plus importante pour que la rentabilité et le retour sur investissement soit intéressants compte tenu des tarifs d’achat et de vente à EDF de l’électricité, et du coût de l’installation.
Production d’électricité pour équipements spécifiques :
Le principe est le même que celui utilisé pour l’alimentation de sites isolés, sauf qu’il s’applique à des utilisations spécifiques.
Systèmes de pompage hydraulique pour l’irrigation de terres agricoles ou pour l’alimentation en eau de villages isolés dans les pays chauds.
Eclairage d’un abribus
Bateau équipé de panneaux à membrane souple, pour l’alimentation de l’éclairage et des accessoires de pilotage, type d’installation également utilisable pour les camping-cars.
Qu'est-ce qu'une cellule photovoltaïque ?
