L’utilisation des panneaux photovoltaïques est de plus en plus répandue à travers le monde pour la production d’électricité et de chauffage dans les foyers et commerces. Cela, en raison de son faible impact environnemental sur la planète. En effet, les panneaux photovoltaïques utilisent l’énergie solaire qui est gratuite, verte et inépuisable pour créer l’énergie électrique. Mais comment fonctionnent-ils réellement ? Un tour d’horizon sur ces fameux panneaux qui peuvent transformer le soleil en énergie.
L’histoire des panneaux photovoltaïques remonte au 19e siècle lorsque le physicien français Alexandre Edmond Bequeret découvre la possibilité de produire de l’électricité grâce à la lumière et la présence de matériaux semi-conducteurs comme le silicium. Depuis, cette technologie a évolué progressivement. S’il y a quelques décennies encore, on faisait référence aux grands panneaux installés dans les centrales solaires lorsque l'on en parlait, les panneaux photovoltaïques connaissent aujourd’hui un réel essor avec leur commercialisation et accessibilité à tous. Désormais, ils font partie des silhouettes des maisons et des bâtiments dans les grandes villes et les communes.
Les panneaux photovoltaïques offrent plusieurs avantages. Ils sont propres, silencieux et ne produisent pas de gaz à effet de serre. En effet, leur utilisation permet de réduire les émissions de gaz à effet de serre des centrales électriques. Les panneaux photovoltaïques peuvent aussi réduire la consommation d'énergie des bâtiments pour le chauffage, la climatisation et l'éclairage en leur fournissant leur électricité. Ils peuvent également permettre de diminuer la consommation de carburant des véhicules. Il faut savoir que 11% des véhicules neufs achetés en 2022 étaient électriques et ce chiffre est appelé à augmenter au fil des années. Les utilisateurs ont la possibilité d’effectuer la recharge de leurs véhicules électriques sur des bornes publiques ou domestiques. Dans les deux cas, ils n’ont plus à dépendre d’essence et de diesel. Les panneaux photovoltaïques deviendront une option encore plus intéressante dans la production d’électricité.
Les panneaux photovoltaïques sont également efficaces pour le chauffage, notamment pour le plancher solaire chauffant. Pour cette installation, des tubes sont disposés entre la dalle et le revêtement de sol. Ceux-ci sont directement reliés à des capteurs solaires dans des panneaux photovoltaïques ou des tuiles solaires. La chaleur produite par le soleil est transmise au plancher via le liquide caloporteur du circuit de chauffage. Elle est stockée dans le plancher avant d’être restituée durant la nuit.
Il existe différents types de panneaux photovoltaïques sur le marché, chacun avec ses avantages et inconvénients. La plupart des cellules photovoltaïques présentes dans les panneaux solaires sont fabriquées avec le silicium, le deuxième élément le plus répandu sur Terre après l'oxygène. Il est généralement extrait du quartz ou du sable à travers une étape de raffinage. Pour la fabrication du silicium, il est chauffé à haute température et réduit avant d’être refroidi pour former des lingots qui sont coupés en fines tranches qui sont ensuite polies. Les propriétés de ce matériau sont qu’il est photosensible et semi-conducteur.
Les panneaux photovoltaïques les plus courants sont les panneaux monocristallins et polycristallins. Les panneaux monocristallins sont fabriqués à partir d'un seul cristal de silicium, ce qui leur confère une efficacité supérieure. Ils sont cependant plus chers que les panneaux polycristallins et nécessitent un peu plus de maintenance. Les panneaux polycristallins sont fabriqués à partir de plusieurs cristaux de silicium et ont une efficacité légèrement inférieure, mais ils sont moins chers et plus faciles à entretenir.
Les panneaux thin-film sont une autre option. Les panneaux thin-film sont fabriqués à partir d'une couche mince de matériau photovoltaïque, généralement du cadmium telluride (CdTe). Ces panneaux sont moins chers que les panneaux monocristallins et polycristallins, mais ont une efficacité inférieure. Les panneaux thin-film sont également plus sensibles aux changements de température et nécessitent une surface plus grande pour produire la même quantité d'énergie qu'un panneau monocristallin ou polycristallin.
Il y a aussi les panneaux concentrés qui utilisent des lentilles ou des miroirs pour concentrer la lumière du soleil sur une petite surface de cellules photovoltaïques. Cette concentration permet aux cellules de produire plus d'énergie, ce qui augmente l'efficacité du panneau. Les panneaux concentrés sont cependant plus chers que les autres types de panneaux et nécessitent un suivi plus strict pour fonctionner correctement.
Les panneaux photovoltaïques puisent leur énergie du soleil qui en est une source inépuisable. Chaque jour, le soleil envoie des rayons de lumière, également appelés rayonnement électromagnétique, et de chaleur sur notre planète. Grâce à la technologie photovoltaïque, on peut transformer cette énergie en électricité. Un appareil photovoltaïque (panneaux photovoltaïques) unique est appelé une cellule qui est constituée de différents matériaux semi-conducteurs. Elles sont très minces, faisant généralement environ un millimètre d’épaisseur. Afin de résister aux conditions extérieures pendant de nombreuses années, les cellules sont encapsulées par des couches protectrices composées d'un mélange de verre et/ou de plastique. Lorsque le soleil brille sur un panneau solaire, l'énergie de la lumière du soleil est absorbée par les cellules photovoltaïques du panneau. Cette énergie libère des électrons qui sont capturés par des conducteurs et transformés en courant électrique. Grâce à un onduleur, ce courant continu est transformé en courant alternatif qui est transporté vers votre tableau électrique pour votre propre consommation - l’éclairage, le chauffage et l’alimentation des appareils électriques -, vers une batterie où il sera stocké pour une utilisation ultérieure ou vers le réseau électrique pour la revente. Pour une production optimale de vos panneaux photovoltaïques, il est important qu’ils soient placés avec une inclinaison se situant entre 30 et 35° en France et la bonne orientation.
Le futur des panneaux photovoltaïques est extrêmement prometteur. La technologie photovoltaïque a déjà fait des progrès significatifs ces dernières années et elle continue de s'améliorer à un rythme rapide. Les panneaux photovoltaïques de nouvelle génération sont plus efficaces que jamais et ils deviendront encore plus performants au fil du temps. Avec l'aide des panneaux photovoltaïques, on peut transformer l’énergie solaire en énergie propre et durable. Si développés de façon optimale, les panneaux photovoltaïques joueront un rôle crucial dans la transition vers une économie à faibles émissions de carbone et ne plus dépendre des énergies fossiles comme le gaz, le charbon et le pétrole qui génèrent une forte quantité de gaz à effet de serre. Ils permettront aux pays de produire leur propre énergie propre et renouvelable, ce qui réduira considérablement leur empreinte carbone. Cette technologie innovante peut nous aider à atteindre nos objectifs énergétiques et à créer un monde durable.
Économiquement parlant, les panneaux solaires peuvent aussi permettre aux occupants d’un logement de réduire leurs factures d’énergie, ce qui permet de rentabiliser leur investissement dans la durée. Aussi, les panneaux photovoltaïques sont de plus en plus abordables, ce qui les rend accessibles à un nombre croissant d’individus et d'entreprises.