Production d’électricité grâce au soleil : quelles sont les méthodes ?
Dans le domaine des énergies renouvelables pour les particuliers, le solaire a le vent en poupe. Contrairement à une idée répandue, les panneaux photovoltaïques ne sont toutefois pas la seule alternative. La production d’électricité peut effectivement être réalisée via deux méthodes, le photovoltaïque et le thermodynamique.
Energie solaire et installation photovoltaïque
Le photovoltaïque est de loin la technologie la plus répandue en France pour convertir l’énergie solaire en électricité. Selon la taille des installations
(panneaux au sol, centrales, etc)
(quelques panneaux ou grosse centrale solaire), un ou plusieurs panneaux solaires sont branchés à un onduleur et
parfois à un système de stockage de l’électricité (batteries).
Une partie du
rayonnement solaire est capté et l’énergie solaire transformée en électricité via les dizaines de cellules photovoltaïques qui composent chaque panneau solaire. Une telle installation photovoltaïque peut être destinée à l’autoconsommation ou la production d’énergie revendue à un fournisseur d’électricité.
Installation thermodynamique et production de vapeur d’eau
Comparé à un panneau solaire
photovoltaïque, le fonctionnement d’une installation thermodynamique est radicalement différent. Dans ce cas, on cherche à capter le rayonnement
thermique
du soleil pour obtenir une production de chaleur, plus exactement d’eau chaude.
Pour y parvenir, on provoque une concentration très importante des rayons du soleil en un point donné grâce à des miroirs de forme parabolique. Cette concentration de la lumière du soleil provoque une augmentation de la température,
qui peut aller jusqu'à plus de 700 degrés. La chaleur ainsi générée est utilisée pour porter de l’eau à ébullition (100°C). Cela conduit donc à une production de vapeur d’eau qui permet ensuite d’entraîner une turbine. C’est cette dernière qui va par la suite générer de l’électricité.
Il est toutefois rare de trouver une installation thermodynamique en France métropolitaine car cela implique des niveaux d’ensoleillement considérables. En revanche, pour les particuliers désireux de se tourner vers les énergies renouvelables comme le solaire, la production d’énergie (électricité) via un système photovoltaïque est possible partout en France.
Panneaux photovoltaïques : un principe physique découvert au 19e siècle
En 1839, le physicien français Edmond Becquerel découvre l'effet photoélectrique (EPE). Celui-ci désigne tout d'abord le fait qu'un matériau émette des électrons lorsqu'il est soumis à la lumière.
D'une manière plus large, l'effet photoélectrique regroupe les phénomènes électriques provoqués par le rayonnement solaire :
- la modification de la conductivité d'un matériau. C'est cette modification qui permet notamment l'effet photovoltaïque qui est utilisé aujourd'hui dans les panneaux solaires photovoltaïques ;
- l'émission photoélectrique, c'est-à-dire l'éjection d'électrons.
Si le principe du photovoltaïque est donc découvert à la fin du 19e siècle, il faut attendre le milieu des années 1950 pour qu'il connaisse enfin une utilisation industrielle,
notamment grâce à l'industrie spatiale et la mise au point des premiers panneaux photovoltaïques.
Panneau photovoltaïque : comment l’énergie solaire génère de l’électricité ?
Les panneaux solaires sont constitués de très nombreuses cellules photovoltaïques renfermant un semi-conducteur qui, selon les conditions, se comporte comme un isolant ou comme un conducteur d’électricité. En général, le semi-conducteur employé est le silicium.
(Le silicium est l'élément le plus abondant dans la croute terrestre après l'oxygène, puisqu'il représente 25,7% de sa masse.)
On le trouve notamment sous la forme de quartz ou de silice, des matériaux que l’on trouve en abondance partout sur la Terre.
Le silicium qui est utilisé dans les panneaux photovoltaïques est préalablement traité pour le débarrasser des impuretés. Fondu, il est ensuite présenté sous la forme d’un cristal parfaitement homogène dit monocristallin ou d’un cristal dit polycristallin.
Sous forme de fines plaquettes, le silicium, est ensuite polarisé par exposition avec du phosphore (P) d’un côté et du bore (B) de l’autre. Ces deux éléments du tableau périodique ne sont évidemment pas choisis au hasard puisque le phosphore
permet d'obtenir des électrons de type positif, et le bore, des électrons de type négatifs. Exposé au soleil, le silicium des cellules photovoltaïques est donc bombardé de photons qui arrachent des électrons. Cela crée un déplacement de ces électrons de part et d’autres du semi-conducteur, provoquant une petite production d’électricité.
Mises bout à bout, les
nombreuses
cellules photovoltaïques des panneaux solaires génèrent un courant électrique ayant une puissance suffisante pour être exploitée. Celui-ci est toutefois continu. Pour être utilisé en auto-consommation ou pour être injecté dans le réseau électrique, il est converti en courant électrique alternatif.
C'est le rôle de l'onduleur.
Bien évidemment, on saisit toute l’importance de bien choisir son panneau solaire pour que la production d’énergie soit optimale. Votre panneau solaire doit ainsi remplir de nombreux critères concernant notamment le rendement ou la puissance. Enfin, pour que votre installation solaire vous permette réellement de faire une économie intéressante, la qualité de panneaux solaires est essentielle.
Comment l'énergie solaire se transforme en électricité ?
En tant que particulier, vous vous intéressez aux énergies renouvelables, et plus précisément à l’énergie solaire ? Vous vous demandez comment il est possible de produire une électricité gratuite et renouvelable indéfiniment grâce à des panneaux solaires ?
SoleilPourTous vous invite à découvrir le principe de fonctionnement de la cellule photovoltaïque qui transforme l'énergie solaire en électricité.
Production d’électricité grâce au soleil : quelles sont les méthodes ?
Dans le domaine des énergies renouvelables pour les particuliers, le solaire a le vent en poupe. Contrairement à une idée répandue, les panneaux photovoltaïques ne sont toutefois pas la seule alternative. La production d’électricité peut effectivement être réalisée via deux méthodes, le photovoltaïque et le thermodynamique.
Energie solaire et installation photovoltaïque
Le photovoltaïque est de loin la technologie la plus répandue en France pour convertir l’énergie solaire en électricité. Selon la taille des installations (panneaux au sol, centrales, etc) (quelques panneaux ou grosse centrale solaire), un ou plusieurs panneaux solaires sont branchés à un onduleur et parfois à un système de stockage de l’électricité (batteries).
Une partie du rayonnement solaire est capté et l’énergie solaire transformée en électricité via les dizaines de cellules photovoltaïques qui composent chaque panneau solaire. Une telle installation photovoltaïque peut être destinée à l’autoconsommation ou la production d’énergie revendue à un fournisseur d’électricité.
Installation thermodynamique et production de vapeur d’eau
Comparé à un panneau solaire photovoltaïque, le fonctionnement d’une installation thermodynamique est radicalement différent. Dans ce cas, on cherche à capter le rayonnement thermique du soleil pour obtenir une production de chaleur, plus exactement d’eau chaude.
Pour y parvenir, on provoque une concentration très importante des rayons du soleil en un point donné grâce à des miroirs de forme parabolique. Cette concentration de la lumière du soleil provoque une augmentation de la température, qui peut aller jusqu'à plus de 700 degrés. La chaleur ainsi générée est utilisée pour porter de l’eau à ébullition (100°C). Cela conduit donc à une production de vapeur d’eau qui permet ensuite d’entraîner une turbine. C’est cette dernière qui va par la suite générer de l’électricité.
Il est toutefois rare de trouver une installation thermodynamique en France métropolitaine car cela implique des niveaux d’ensoleillement considérables. En revanche, pour les particuliers désireux de se tourner vers les énergies renouvelables comme le solaire, la production d’énergie (électricité) via un système photovoltaïque est possible partout en France.
Panneaux photovoltaïques : un principe physique découvert au 19e siècle
En 1839, le physicien français Edmond Becquerel découvre l'effet photoélectrique (EPE). Celui-ci désigne tout d'abord le fait qu'un matériau émette des électrons lorsqu'il est soumis à la lumière.
D'une manière plus large, l'effet photoélectrique regroupe les phénomènes électriques provoqués par le rayonnement solaire :
Si le principe du photovoltaïque est donc découvert à la fin du 19e siècle, il faut attendre le milieu des années 1950 pour qu'il connaisse enfin une utilisation industrielle, notamment grâce à l'industrie spatiale et la mise au point des premiers panneaux photovoltaïques.
Panneau photovoltaïque : comment l’énergie solaire génère de l’électricité ?
Les panneaux solaires sont constitués de très nombreuses cellules photovoltaïques renfermant un semi-conducteur qui, selon les conditions, se comporte comme un isolant ou comme un conducteur d’électricité. En général, le semi-conducteur employé est le silicium. (Le silicium est l'élément le plus abondant dans la croute terrestre après l'oxygène, puisqu'il représente 25,7% de sa masse.) On le trouve notamment sous la forme de quartz ou de silice, des matériaux que l’on trouve en abondance partout sur la Terre.
Le silicium qui est utilisé dans les panneaux photovoltaïques est préalablement traité pour le débarrasser des impuretés. Fondu, il est ensuite présenté sous la forme d’un cristal parfaitement homogène dit monocristallin ou d’un cristal dit polycristallin.
Sous forme de fines plaquettes, le silicium, est ensuite polarisé par exposition avec du phosphore (P) d’un côté et du bore (B) de l’autre. Ces deux éléments du tableau périodique ne sont évidemment pas choisis au hasard puisque le phosphore permet d'obtenir des électrons de type positif, et le bore, des électrons de type négatifs. Exposé au soleil, le silicium des cellules photovoltaïques est donc bombardé de photons qui arrachent des électrons. Cela crée un déplacement de ces électrons de part et d’autres du semi-conducteur, provoquant une petite production d’électricité.
Mises bout à bout, les nombreuses cellules photovoltaïques des panneaux solaires génèrent un courant électrique ayant une puissance suffisante pour être exploitée. Celui-ci est toutefois continu. Pour être utilisé en auto-consommation ou pour être injecté dans le réseau électrique, il est converti en courant électrique alternatif. C'est le rôle de l'onduleur.
Bien évidemment, on saisit toute l’importance de bien choisir son panneau solaire pour que la production d’énergie soit optimale. Votre panneau solaire doit ainsi remplir de nombreux critères concernant notamment le rendement ou la puissance. Enfin, pour que votre installation solaire vous permette réellement de faire une économie intéressante, la qualité de panneaux solaires est essentielle.