Produire votre électricité en installant des panneaux solaires

L’installation de panneaux solaires rassemblés et câblés en série ou en parallèle pour capter les rayons du soleil, c’est la possibilité de produire en autonomie, à moindre frais une énergie électrique propre, capable de couvrir tous vos besoins pour de longues années !

Le photovoltaïque, c’est quoi ?

C’est une technique qui transforme l’énergie lumineuse ou les photons en électricité. Le photovoltaïque est un effet photoélectrique que le physicien français Edmond Becquerel a découvert et qu’il a présenté en 1839 à l’académie des sciences. Il est l’inventeur de la pile photovoltaïque. À partir des années 1960, après quelques années nécessaires au développement de cette technique, l’industrie spatiale s’en servira pour approvisionner par les satellites en électricité solaire.

Les premières installations de panneaux solaires sur les toitures de maison en sites isolés commencent dès le début des années 1990 permettant ainsi de produire l’électricité dans des endroits que le réseau EDF ne peut pas atteindre.

Composition d’une cellule photovoltaïque

Une cellule photovoltaïque est constituée de cellules plates cristallines d’environ 0,2 millimètres d’épaisseur, connectées entre elles pour produire une certaine quantité d’électricité ou une certaine puissance. La cellule photovoltaïque est elle-même constituée de plusieurs matériaux comme le silicium monocristallin, le silicium multicristallin, le silicium en ruban, le silicium amorphe.

Les cellules sont fragiles, elles sont raccordées entre elles en plusieurs chaînes pour la formation une matrice rectangulaire, composée de plus ou moins 60 cellules en fonction du format du panneau. Chaque matrice est réduite en lames minces sur du verre résistant aux chocs et aux intempéries. Elles peuvent recouvertes d’une couche anti-reflet.

Comment est constitué un panneau solaire photovoltaïque ?

Un panneau solaire est un dispositif technologique plat d’environ 1 m² destiné à récupérer l’énergie du rayonnement solaire pour produire de l’électricité grâce à des cellules photovoltaïques composées en partie de matériaux semi-conducteurs, comme le silicium. Le silicium se trouve sous forme de quartz dans l’écorce terrestre, à extraire des mines de silice,  réserves planétaires évaluées à plus d’un milliard de tonnes. Le panneau solaire se pose sur le toit ou le sol. La présence de nuages n’empêche pas le fonctionnement du panneau photovoltaïque, mais la lumière diffusée sera moins efficace.

La structure d’un panneau photovoltaïque

Il se compose d’une cellule photovoltaïque, d’une vitre de protection frontale, d’un revêtement arrière et d’un cadre métallique. Son installation est extrêmement fragile. La cellule photovoltaïque contribue à la production principale d’électricité. Elle se compose de silicium, la taille standard la plus utilisée est de 15.6 x 15.6 cm. Environ 60 cellules photovoltaïques reliées entre elles sont nécessaires pour constituer un panneau classique de 250 Watts qui transforment l’énergie en tension électrique continue. Il faudra un système de montage qui permet de fixer le panneau à son support, le plus souvent une toiture, sans oublier un abergement (tôles en zinc soudées) pour créer une étanchéité entre le panneau solaire et son support.

La vitre de protection frontale

Elle est fabriquée en verre trempé, en polycarbonate ou en plexiglas servant à protéger les cellules photovoltaïques contre les changements climatiques car les panneaux sont exposés aux aléas climatiques. Elle permet aussi le passage de la lumière pour alimenter les cellules. Le revêtement arrière en plastique breveté permet de garantir l’isolation de la face arrière de l’équipement. Le cadre métallique permet à l’ensemble de l’installation de tenir en place. Le plus souvent en aluminium, cet élément permet que le panneau solaire soit stable, pour cela il peut être fixé sur des rails.

Finaliser l’installation

Les techniciens terminent l’installation avec des connexions en cuivre ou en argent, le panneau photovoltaïque sera doté d’une boîte de jonction, de diodes by-pass, de fils plats pour souder des cellules, de connecteurs MC4, d’un encapsulant des cellules ainsi que de câbles de sortie de courant. Tous ces éléments permettront le fonctionnement du dispositif.

Le procédé d’assemblage du panneau solaire : en résumé

Les cellules photovoltaïques sont raccordées entre elles en plusieurs chaînes pour la formation une matrice rectangulaire, composée de plus ou moins soixante cellules en fonction du format du panneau. Le tout constitue un ensemble fragile.

Chaque matrice est réduite en lames minces sur du verre résistant aux chocs et aux intempéries. Elles peuvent recouvertes d’une couche anti-reflet. Les cellules sont placées dans un cadre, on ajoute ensuite une boîte de jonction derrière ou sous le panneau pour permettre les connexions entre les différents modules de l’installation et l’onduleur dont la fonction est de convertir le courant continu en courant alternatif.

Le rendement énergétique d’un panneau solaire

La performance d’un panneau solaire photovoltaïque ou sa puissance en kilos Watt de production dépend du matériau et de la surface des panneaux. L’installation doit respecter des conditions idéales comme l’inclinaison, l’ensoleillement, l’orientation.

Mais il ne s’agit pas de chaleur mais de rayonnements. L’idéal est de disposer d’une pente de toit ou d’un sol, la surface devra être bien ensoleillée avec une inclinaison de 30°, plutôt orientée au Sud. La puissance-crête, exprimée en watt-crête (Wc) définit le module photovoltaïque. Un panneau de 10 m² a une puissance crête d’environ 1 kWc. C’est une valeur théorique ! Le toit d’une habitation peut accueillir en moyenne une dizaine de panneaux solaires sur une surface équivalent à 16 mètres carré.

La préparation de votre projet

Vous avez une idée en tête. Avant de vous lancer dans les travaux, il faudra impérativement estimer la puissance photovoltaïque de la surface que vous avez sélectionnée pour poser des panneaux solaires qui produiront une quantité énergétique.

En fonction du mode d’implantation prévu, qu’il soit en toiture ou au sol, cette puissance liée à la surface dépendra des réservations nécessaires pour la fixation du système de montage, de la distance entre les modules pour la gestion optimale des ombrages, des parcours d’accès, des abergements, et autres contraintes.

Il y a aussi des autorisations à demander et des règlementations à respecter. Pour des informations complémentaires, consultez le PACTE (Programme d’Action pour la qualité de la Construction et la Transition Énergétique) sur les installations photovoltaïques en auto-consommation.