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Panneaux solaires photovoltaïques
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La facture mensuelle moyenne d’électricité en Suisse Romande, pour les logement familiaux (>80m2) chauffés électriquement, est en moyenne de 200 CHF par mois.
Panneaux solaires photovoltaïques
Comment ça marche?
- Les panneaux solaires installés sur les toits absorbent la lumière du soleil (photons) du soleil.
- Le silicium et les conducteurs du panneau convertissent la lumière du soleil en électricité en courant continu (DC) qui passe ensuite dans l’onduleur.
- L’onduleur convertit ensuite le courant continu en courant électrique alternatif que vous pouvez utiliser chez vous.
- L’excédent d’électricité que vous n’utilisez pas peut être réinjecté dans le réseau.
- Lorsque vos panneaux solaires produisent moins d’énergie que ce dont vous avez besoin chez vous, vous pouvez toujours acheter de l’électricité auprès du service public.
Le processus de conversion de l’énergie solaire en électricité
Les panneaux solaires photovoltaïques utilisent un processus spécial de conversion de photons en électrons afin de générer un courant en utilisant un type spécial de cellule appelée cellule photovoltaïque. Ces cellules se trouvent généralement sur le devant des calculatrices et des petits gadgets. Quand une banque d’entre eux est connectée, ils sont collectivement appelés panneaux solaires.
Les cellules photovoltaïques sont constituées de matériaux semi-conducteurs tels que le silicium. Le semi-conducteur absorbe la lumière du soleil. Lorsque cela se produit, les photons de la lumière solaire frappent une partie des électrons du matériau semi-conducteur, ce qui leur permet de circuler dans un courant électrique.
Dans chaque cellule, un champ électrique est utilisé pour diffuser ce flux d’électrons dans une direction particulière. Lorsque ces électrons rencontrent un contact métallique placé sur la cellule photovoltaïque, celle-ci peut être utilisée pour alimenter des dispositifs.
L’usage du silicium
Le silicium possède une forme cristalline, chaque atome de silicium contenant quatorze électrons dans une configuration spécialisée de trois couches différentes. Deux de ces couches sont pleines et contiennent respectivement deux et huit électrons. La troisième couche, qui contient les quatre derniers électrons, n’est que à moitié pleine. Afin de remplir la dernière couche, le silicium partagera des électrons avec quatre atomes proches. C’est ce qui lui confère sa structure cristalline.
Dans sa forme naturelle, le silicium n’est pas un matériau particulièrement conducteur car il n’a pas d’électrons libres, contrairement à d’autres matériaux conducteurs tels que le cuivre. Afin de libérer le mouvement de ces électrons, le silicium présent dans les panneaux solaires est une forme spéciale de silicium impur. En mélangeant d’autres atomes avec les atomes de silicium, un nombre impair d’électrons libres est créé. Ces électrons ne forment pas de liaisons et sont donc libres de se déplacer lorsqu’ils sont frappés par la lumière.
Le silicium est naturellement très brillant et réfléchissant. Par conséquent, afin d’empêcher les photons de rebondir à l’extérieur du matériau, un revêtement antireflet est appliqué sur les cellules. Très souvent, un cache en verre sera posé sur le dessus afin de protéger le silicium des éléments extérieurs.
Le champ électrique
Lorsque les silicium positif et négatif entrent en contact, les électrons libres d’un côté sont attirés de l’autre côté. Quand les deux se mélangent, ils créent une forme de barrière appelée champ électrique. Ce champ pousse les électrons du silicium positif vers le négatif, mais ne leur permet pas de s’écouler dans le sens inverse. Lorsque les photons frappent la cellule photovoltaïque, les paires électron-trou sont brisées. Lorsque cela se produit, l’électron est libéré et un espace devient disponible pour être rempli par un autre électron. L’électron se déplacera du côté négatif tandis que le trou se déplacera du côté positif, créant un déséquilibre dans la neutralité électrique de la cellule. En insérant des conducteurs, on peut utiliser ce mouvement d’électrons qui crée un courant alors que le champ électrique crée une tension. Le produit de ces deux est le pouvoir.
Les utilisations de l’énergie solaire
En fixant des panneaux solaires sur le toit d’une maison, les cellules photovoltaïques peuvent être utilisées pour produire de l’électricité pouvant être utilisée directement par l’alimentation de la maison ou, de plus en plus, stockée dans de grosses batteries pouvant alimenter le maison comme un générateur. Bien entendu, si vous vivez dans une région sombre du monde, l’efficacité de ces panneaux solaires sera considérablement réduite. L’énergie solaire peut également être vendue aux réseaux électriques lorsqu’un excès d’électricité est produit. Cela signifie que si le soleil brille de mille feux, vous pouvez utiliser des cellules solaires pour alimenter vos appareils et même gagner un peu d’argent si vous produisez un excès d’énergie.
De même, si le soleil ne brille pas, vous resterez connecté au réseau de distribution principal, ce qui vous permettrait d’acheter de l’énergie si vous ne voulez pas utiliser de batteries ou de générateurs.Les panneaux solaires sont également courants dans le secteur de la production d’électricité. pour ordinateurs de bord et autres appareils électriques. Cela tient en grande partie au fait que l’efficacité des panneaux solaires n’est pas diminuée dans l’espace et que le soleil brille en permanence, ce qui signifie que l’engin dispose d’une source d’énergie fiable sans avoir à transporter de combustibles lourds ni de batteries. Ces panneaux se retrouvent souvent sur les satellites et les engins de découverte tels que les navettes et les engins tels que les rovers martiens. Chaque panneau d’énergie solaire contient de nombreuses cellules au silicium ou cellules solaires. Chaque cellule solaire génère quelques volts d’électricité. Les photons vont frapper la surface de ces cellules solaires puis générer un courant électrique. Le toit est l’endroit habituel où des panneaux d’énergie solaire sont installés dans les maisons ou les bureaux afin d’obtenir le degré d’exposition requis du soleil. Les panneaux photovoltaïques du panneau d’énergie solaire convertissent l’énergie solaire en énergie électrique. L’électricité générée par ces panneaux est principalement du courant continu qui sera converti en courant alternatif à l’aide d’un onduleur. Le silicium est l’un des principaux matériaux habituellement utilisés pour la fabrication de panneaux solaires.
Avantage solaire
- L’énergie solaire ne génère aucune pollution et ne génère aucun gaz à effet de serre après l’installation.
- Dépendance réduite vis-à-vis du pétrole et des combustibles fossiles d’origine étrangère.
- Une énergie propre renouvelable disponible tous les jours de l’année, même par temps nuageux fournit de la puissance puissance.
- Retour sur investissement contrairement au paiement de factures de services publics.
- Les panneaux solaires photovoltaïques durent plus de 30 ans
- Crée des emplois en faisant appel à des fabricants de panneaux solaires, des installateurs solaires, etc., et contribue ainsi à l’économie.
- L’énergie excédentaire peut être revendue à la compagnie d’électricité si l’interconnexion du réseau.
- Permet de vivre sans réseau si toute l’énergie générée en fournit assez pour la maison / le bâtiment
- Peut être installé pratiquement n’importe où; dans un champ ou sur un bâtiment
- Utilisez des batteries pour stocker de l’énergie supplémentaire pour une utilisation nocturne
- Les panneaux solaires photovoltaïques peuvent être utilisés pour chauffer de l’eau, alimenter des maisons et des bâtiments, voire des voitures
- Plus sûr que le courant électrique traditionnel.
- L’efficacité énergétique s’améliore constamment, de sorte que l’énergie solaire de même taille que celle disponible aujourd’hui deviendra plus demain efficace
- L’esthétique s’améliore rendant le solaire plus polyvalent par rapport aux modèles plus anciens; c.-à-d. impression, bardeaux souples, panneaux solaires, etc.
- Des subventions fédérales, des incitatifs fiscaux et des programmes de rabais sont disponibles pour aider à couvrir les coûts initiaux.