Photovoltaique

Une centrale électrique cosmique : le soleil

La vie sur terre est impensable sans soleil. Il nous donne de la lumière et de la chaleur, règle le temps et le climat et donne l’énergie aux plantes pour leurs croissances. Et bien qu’un milliardième de l’énergie solaire émise arrive chez nous sur la surface de la terre, le soleil nous offre en 30 minutes plus d’énergie que toutes les personnes pourraient consommer au monde ensemble en une année! Il n’est pas surprenant que l’on parle du soleil comme de „l’huile de l’avenir“. A ce jour, les centrales solaires peuvent déjà approvisionner toutes les villes en électricité. En plus, l’énergie solaire est libre d’émission et améliore l’environnement Déjà un kilowattheure (KWh) d’énergie solaire économise environ un kg de dioxyde de carbone (CO2).

Fonction

Comment la lumière se transforme en énergie électrique

Le physicien français Alexandre Edmon Bequerel découvra en 1839 la possibilité de gagner de l’énergie électrique grâce à la lumière. Il ne pouvait pas expliquer cependant le phénomène. C’est Albert Einstein qui l’expliqua et qui reçut en 1921 le prix nobel de physique. On appelle le processus photovoltaïque, du mot grec pour la lumière „Phos“ et du nom de famille d’Allessandro Volta, un pionnier de la recherche d’électricité au 18ème siècle.

La cellule de silicium est née en 1954, quand la première cellule solaire au silicium polycristalline a pu être crée. Depuis ce temps là, rien n’a changé dans le principe de fonctionnement fondamental.  Le champ d’application du photovoltaïque est resté longtemps l’alimentation en courant des satellites. La conscience écologique grandissante et la promotion résultant de la technologie solaire en Suisse ont entrainé le développement des installations photovoltaïques et ont engendré un réel engouement pour cette technologie.

Funktion F

C’est ainsi que le courant du toit passe dans le réseau

Les acteurs principaux lors de la transformation de l’énergie solaire dans l’énergie électrique sont les cellules solaires. La lumière du soleil génère dans les cellules solaires une tension électrique qui peut être enlevée à la surface. Ainsi l’énergie du rayonnement photovoltaïque est transformée directement en électricité sans que des produits secondaires apparaissent comme des gaz d’échappement (par exemple le dioxyde de carbone). Le courant produit grâce à l’énergie solaire peut être soit utilisé directement sur place, ou alimenter le réseau électrique public. Beaucoup de cellules solaires sont interconnectées dans les modules solaires, qui forment ensemble le générateur solaire.

les cellules solaires

A côté du soleil, la technologie est la mesure de toute chose

Le succès d’une installation photovoltaïque se base sur deux composants: sur le rayonnement solaire que nous ne pouvons pas influencer et la technologie que nous avons en mains. Les installations photovoltaïques peuvent fonctionner 30 ans et plus. Son noyau est composé de cellules solaires que l’on peut différencier de deux façons:

1.Les cellules solaires mono- ou polycristallines

Ces cellules solaires sont les cellules classiques, avec lesquelles ont été fabriquées les premiers modules solaires pour l’aérospacial. Avec jusqu’à 21%, elles ont le plus haut degré d’efficacité dans la transformation du rayonnement solaire en électricité relatif aux surfaces disponibles. C’est pourquoi elles seront installées là où le critère d’efficacité est primordial. Elles sont fabriquées à partir du silicium, l’élément chimique le plus représenté sur la croûte terrestre.

2.Les cellules solaires à couches minces

Elles ont été développées plus tardivement que les cellules solaires cristallines. Leur avantage : pendant la production de cellules solaires de silicium, les blocs de cristal doivent être sciés, les cellules solaires à couches minces en matériaux semi-conducteurs seront directement apposées sur le substrat. Cela permet d’économiser le matériel ainsi que l’énergie. On peut poser les cellules solaires en couches minces sur un substrat flexible car celles-ci sont extrêmement flexibles. Ces cellules se prêtent en raison de coûts réduits pour de grandes installations. Leur degré d’efficacité se trouve entre 6% et 10%, elles peuvent en revanche beaucoup mieux utiliser la lumière diffuse.

Mono und poly

Cellule monocristalline (à gauche)
et cellule polycristalline (à droite)

Fonction

Foncionneement d’un système photovoltaique connecté au réseau

Votre habitation reste connectée au réseau public et vous ne changex pas vos habitudes. Les panneaux solaires sur le toit (1) produisent du courant continu qui est converti dans l’onduleur (6) en courant alternatif de 230V/50Hz pour être injecté dans le réseau public. Les compteurs de courant (8) er (9) prennent maintenant en compte l’énergie solaire produite, consommé et livrée. L’avantage majeur d’un système connecté au réseau est que vous disposez toujours du courant, indépendamment de la météo et de l’ensoleillement.

Grafik Funktion
  1. Générateur photovoltaique
  2. Câblage du module
  3. Boîte de raccordement du générateur
  4. Circuit de courant continu principal
  5. Interrupteur courant continu
  6. Onduleurs courant continu-courant alternatif
  7. Circuit du réseau courant alternatif
  8. Compteur de production solaire
  9. Compteur du foyer
  10. Mise à terre
  11. Réseau public