Parallèlement aux panneaux solaires thermiques qui produisent de la chaleur, les panneaux photovoltaïques génèrent de l’électricité. Cependant, la source d’énergie reste identique. En effet, les panneaux photovoltaïques ont besoin de l’énergie solaire pour fabriquer de l’électricité.Ce type d’installation réduit considérablement la consommation en énergie. Toutefois, il est indispensable de bien connaître leur mode de fonctionnement ainsi que le lieu où ces derniers doivent être installés.
Le fonctionnement des panneaux
Les panneaux solaires photovoltaïques fonctionnent grâce à des matériaux dits semi-conducteurs comme le silicium. Ces matériaux ont pour objectif d’absorber la lumière du soleil et de transformer celle-ci en énergie électrique. Cette transformation s’appelle l’effet photovoltaïque. Les photons de la lumière du soleil mettent les électrons (du silicium) en mouvement ce qui génère de l’électricité de manière continue.
La production des panneaux photovoltaïques
Les panneaux photovoltaïques sont principalement produits dans les pays asiatiques et occidentaux (Chine, Japon, Allemagne, États-Unis et Taiwan). Bien qu’étant des outils visant à réduire la consommation énergétique, leur fabrication a toutefois un impact négatif sur l’environnement.
Les composants des plaques photovoltaïques
Les panneaux solaires photovoltaïques ne comprennent pas de pièces en métal. Les seuls composants de ce type d’installation sont les modules photovoltaïques. Ces pièces, en silicium, sont assemblées afin de former le panneau solaire. Il s’agit de cellules plates cristallines de 0,2 mm d’épaisseur. Chaque cellule plate génère une faible quantité d’électricité. Les assembler devient donc indispensable pour produire une quantité précise d’énergie.
Différents types de modules photovoltaïques existent actuellement. On distingue le silicium multicristallin, le silicium en ruban ainsi que le silicium monocristallin. Le silicium monocristallin produit un bon rendement (18%), mais demeure assez coûteux. D’autre part, le rendement diminue considérablement une fois la température en hausse. Quant au silicium multicristallin, son rendement est plus ou moins faible (15%), mais son prix reste abordable. Le silicium à ruban propose un rendement identique au multicristallin.
Autres composants
Mis à part les modules photovoltaïques, les panneaux solaires photovoltaïques ont également besoin d’être reliés à un dispositif électrique comprenant un régulateur, une batterie et un onduleur. L’onduleur aura pour fonction de transformer l’électricité continue générée par les panneaux solaires en énergie alternative. Ce courant alternatif sera soit directement utilisé, soit conservé dans une batterie qui sera régulièrement contrôlée par le régulateur.
Généralement, l’onduleur sera directement relié à un compteur, dont le but consistera à mesurer la quantité d’électricité qui sera distribuée dans l’édifice. Dans d’autres circonstances, lorsque le rendement reste faible, il est possible de relier la batterie à un groupe électrogène afin de stabiliser la production électrique.
Le choix des panneaux
Le choix de ce type de panneau solaire sera défini en fonction de sa taille et du rendement. La taille et le rendement déterminent en effet la quantité d’électricité que peut produire une plaque solaire. À titre d’exemple, un panneau de grande dimension (25 m²) constitué de module monocristallin produira davantage d’énergie (environ 3 000 kWh/an).
La quantité énergétique sera précisée grâce au nombre d’appareils électriques en usage et leur puissance calculée en Watt/heure. Cette puissance sera ensuite multipliée par le nombre d’heures de leur utilisation par jour et par an.
Bien entendu, l’endroit où seront positionnés les panneaux solaires etl’inclinaison seront aussi déterminant pour optimiser le rendement.
La pose / Installation
Généralement, les panneaux photovoltaïques sont installés sur le toit. Cet endroit présente de nombreux avantages. Effectivement, en étant bien inclinées (30° environ), les plaques photovoltaïques offrent un rendement optimal. D’autre part, elles sont difficilement accessibles, donc parfaitement sécurisées. Enfin, le toit dispose de suffisamment d’espace pour installer les panneaux solaires de grande taille.
Cependant, d’autres endroits, tels que les façades exposées au soleil (en plein sud) ou le jardin, peuvent accueillir ce type d’installation. Bien qu’étant plus exposés aux accidents, les panneaux photovoltaïques posés au sol seront toutefois plus faciles à entretenir.Les panneaux installés sur les façades seront, soit intégrés soit non intégrés au bâti. Une fois intégrés, ces derniers pourront sans difficulté remplacer les tuiles de la toiture.
Plus difficile à installer qu’un panneau solaire thermique, la plaque photovoltaïque requiert l’intervention d’un professionnel. Outre les panneaux à installer, il faudra réaliser les différents raccords avec l’onduleur, le régulateur, la batterie, etc.
L’entretien de panneaux solaire
Les panneaux photovoltaïques sont plus fragiles que les panneaux solaires thermiques, mais nécessitent peu d’entretien. Étant d’ordinaire autonettoyants, les panneaux sont directement nettoyés par l’eau de pluie.
Cependant, afin de prolonger la durée de vie d’un panneau photovoltaïque, le mieux reste de nettoyer celui-ci deux fois par an à l’aide d’une éponge humide légèrement savonnée. Ensuite, il reste aussi conseiller de vérifier de temps à autre les câbles, l’onduleur ainsi que le compteur de production chaque année.
L’utilisation de certains produits, comme l’eau calcaire, les détergents ou les solvants, reste parallèlement déconseillée. Ces produits réduisent le rendement des panneaux photovoltaïques et peuvent les user. Une eau trop froide peut aussi engendrer un choc thermique considérable.
Les avantages des panneaux photovoltaïques
Ce type de panneaux présente de multiples avantages. D’une part, les composants des panneaux solaires photovoltaïques sont recyclables et peuvent facilement être récupérés (verre, silicium…). Sur le plan écologique, l’usage des déchets de silicium issus des industries de fabrication réduit le coût de l’achat de ce matériau semi-conducteur.
Mis à part leur très faible impact environnemental, les plaques photovoltaïques ont une longue durée de vie (4 à 5 ans) et produisent de l’électricité gratuitement. Les panneaux génèrent de l’électricité même dans les endroits qui sont peu exposés au soleil. De plus, les risques de panne restent limités, car les appareils ne se composent pas d’éléments mécaniques.
Les conditions requises pour la pose
Dans certaines régions, l’installation de ce type de matériel reste interdite. Mieux vaut donc se renseigner auprès de la mairie ou de la DDE (Direction départementale de l’Équipement) pour la pose des panneaux sur le sol.
Effectivement, pour la mise en place des plaques photovoltaïques au sol, certaines procédures seront à suivre en fonction de la taille des panneaux et du rendement souhaité.Ainsi, un permis de construction devra être obtenu si la puissance énergétique dépasse les 250 kWh.
