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Le solaire photovoltaïque : principe de fonctionnement

Le principe de fonctionnement d’une cellule photovoltaïque est de générer un courant électrique continu à l’aide de la lumière, via ses grains élémentaires que sont les photons, par le déplacement des électrons à travers un métal semi-conducteur, comme le silicium.

Un panneau photovoltaïque est composé de plusieurs cellules reliées entre elles et assemblées à l’intérieur d’un châssis ou d’une natte, et produit un courant continu d’une puissance variable selon sa taille et le type de silicium.

Il existe trois formes de silicium utilisé pour la fabrication des cellules photovoltaïques :

  • Le silicium mono-cristallin : les cellules sont issues d’un seul bloc de silicium et offrent le meilleur rendement, au-delà de 20%. Les cellules sont généralement noires ou anthracites et de couleur uniforme.
  • Le silicium poly-cristallin : les cellules sont issues de plusieurs cristaux agglomérés et offrent un rendement légèrement inférieur, jusqu’à 18%. Les cellules sont alors de couleur bleutée et non uniforme.
    Panneaux photovoltaïques
  • Le silicium amorphe : les cellules sont fabriquées à base de gaz de silicium et couchées sur un revêtement souple, mais offrent le moins bon rendement, de l’ordre de 10%.
    Panneaux souples

Les panneaux sont alors raccordés entre eux en série sous forme de champs, plusieurs champs pouvant être raccordés entre eux en parallèle. La puissance du projet détermine le nombre de panneaux, la disposition des champs et leur type de raccordement.

Le courant continu généré par les cellules à l’intérieur d’un panneau doit être converti en courant alternatif pour être utilisable ou revendu sur le réseau. C’est le rôle de l’onduleur. Il est alors possible de raccorder l’ensemble des panneaux ou des champs de panneaux sur un seul onduleur central, ou bien d’associer chaque panneau ou les panneaux deux par deux à des micro-onduleurs.

Dans le cas d’un onduleur central, il est nécessaire de relier les fourreaux de câbles depuis les panneaux en courant continu depuis la toiture jusqu’à l’onduleur, tandis que le principe des micro-onduleurs ne nécessite qu’un seul câble en courant alternatif depuis la toiture jusqu’au coffret, mais autant de micro-onduleurs que de panneaux ou séries de deux à quatre panneaux.

Le choix d’une conversion par onduleur central ou par micro-onduleurs est en général dicté par la puissance nécessaire au projet et par les éventuelles zones d’ombrage à l’implantation prévue, car une ombre portée sur un seul panneau d’une série pénalise la production de toute la série de panneaux.

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