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L’énergie solaire > Photovoltaïque

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Comment ça marche ?

Principe de l’effet photovoltaïque
La conversion de la lumière en électricité est appelée « effet photovoltaïque ». Découvert par Becquerel en 1839, ce principe est simple : un semi-conducteur, comme le silicium, convertit directement la lumière en courant continu lorsqu’il est exposé à la lumière.
La conversion de la lumière en électricité s'effectue sans pièce mobile, sans fluide sous pression, sans pollution ni production de déchets.

Un générateur photovoltaïque comporte :
  • Des cellules photovoltaïques reliées entre elles dans des « modules ».
  • Des câbles.
  • Un onduleur pour transformer le courant continu en courant alternatif.
Cellules photovoltaïques
Les cellules photovoltaïques sont composées de deux couches de semi-conducteurs dotées d’un réseau métallique en forme de grillage pour collecter le courant électrique généré.
La tension produite par une seule cellule est faible. Un module photovoltaïque est constitué de plusieurs cellules connectées entre elles entre deux plaques protectrices en verre trempé pour fournir une tension et une puissance adéquates. Le courant de sortie, et donc la puissance, sont généralement proportionnels à la surface du module.
La puissance d’une cellule s’exprime en « Watt-crête » : il s’agit de la puissance générée par le module à l’ensoleillement maximum. Les modules standards ont des puissances de l’ordre de 120 Watts-crêtes par mètre carré de capteur.

La technologie des cellules
Il existe 2 filières pour la fabrication de cellules photovoltaïques :
  1. Filière des cellules au silicium cristallin.
  2. Filière des cellules en couches-minces.
Les modules cristallins dominent le marché en raison de leur rendement et de leur durée de vie élevés. Les cellules cristallines sont utilisées lorsque la surface disponible est limitée et le rendement plus élevé. Exemples : petites surfaces de toiture, garde-corps, façades ou allèges. Les modules cristallins sont de deux types : « monocristallins » ou « polycristallins ».
  • La technologie monocristalline, plus chère, utilise des barres pures de silicium également employées dans la fabrication des puces électroniques. Le silicium monocristallin est une matière première d'une très grande pureté.

  • Le silicium polycristallin est obtenu par refonte des chutes de silicium monocristallin issues des opérations d’équarrissage. Son taux de rendement est légèrement inférieur mais il est moins cher à l'achat.
Les modules en couches minces sont fabriqués en appliquant le semi-conducteur sous forme de "spray", c'est-à-dire à l’état gazeux, sur un support. Ce procédé permet d’économiser le semi-conducteur (il n'est pas scié comme pour les cellules au silicium cristallin) et devrait permettre de réduire les coûts de production des cellules photovoltaïques dans un avenir proche.

Le rôle de l’onduleur
L’onduleur transforme le courant continu produit par les panneaux photovoltaïques en courant alternatif compatible avec le réseau de distribution électrique.
Onduleur
Onduleur

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