Fonctionnement du photovoltaïque : fini les idées reçues !

La production d’électricité par des panneaux photovoltaïques reste aujourd’hui encore peu connue en France. Pourtant, beaucoup d’informations circulent sur le fonctionnement du photovoltaïque. Malheureusement, elles s’avèrent parfois fausses. Essayons d’y voir plus clair.

En ces temps de réchauffement climatique et de diminution inexorable des énergies fossiles, la production d’électricité par panneaux photovoltaïques doit être vu comme une alternative crédible. Car, en utilisant le soleil comme source d’énergie, l’électricité photovoltaïque est facile à produire et économiquement avantageuse.

Les principes de fonctionnement du photovoltaïque

Les principes de fonctionnement du photovoltaïque sont simples : la lumière du soleil est captée puis transformée en électricité. Il s’avère que l’on sait depuis longtemps qu’il est possible de faire de l’électricité avec le rayonnement solaire. Les premiers travaux sur le sujet remontent à 1839. Aujourd’hui, forts de cette constatation, les scientifiques ont mis au point un ingénieux système permettant de produire de l’électricité à partir du soleil en quantité suffisante pour alimenter des habitations.

Pour cela, on expose les cellules de silicium à la lumière du soleil. Il faut savoir que la surface de la terre reçoit chaque instant entre 100 et 200 W d’énergie solaire par m2. Le silicium (issus du sable) est formé d’atomes contenants eux même des électrons libres. Il s’agit d’un matériau dont les propriétés semi-conductrices sont bien connues. En étant exposés aux rayons du soleil, les électrons s’excitent et se déplacent. Ils produisent ainsi de l’électricité en courant continu.

De la cellule de silicium aux panneaux photovoltaïques

Pour pouvoir bénéficier facilement de cette électricité gratuite produite par le soleil, les cellules de silicium sont assemblées en panneaux. Sur le marché, il existe 3 types de panneaux photovoltaïques :

• les panneaux monocristallins : chaque cellule est constituée d’un seul bloc de silicium, un seul cristal. Ces panneaux représentent 35 % du marché des installations photovoltaïques. Ils sont plus onéreux, mais présentent un meilleur rendement.
• les panneaux poly ou multicristallins : les cellules sont fabriquées à partir de chutes des monocristallins. Cet équipement est moins cher à la fabrication, mais son rendement est inférieur également. Ces panneaux représentent quand même  56 % des panneaux photovoltaïques du marché.
• les panneaux de silicium amorphes : technologie vieillissante, ces panneaux sont constitués d’une fine couche de silicium. Elle peut être dopée ou non. C’est-à-dire que l’on implante au silicium des impuretés pour mieux contrôler ses propriétés électriques. Ce matériel est de moins en moins utilisé en raison de la baisse des prix du silicium.
• les panneaux à couches extrêmement fines : encore peu utilisés en raison de leur prix très élevé. Ils peuvent s’utiliser sur un support souple en prenant ainsi la forme que l’on veut (les tuiles photovoltaïques par exemple).

Grâce aux panneaux photovoltaïques, la lumière fut !

Un onduleur reçoit l’électricité en courant continu produite par les panneaux photovoltaïques. Il va la transformer en courant alternatif, celui que nous utilisons tous les jours dans nos habitations. Aujourd’hui, de nouveaux micro-onduleurs arrivent sur le marché. Ils permettent de rendre la production de chaque panneau indépendante. Cette technologie  récente évite la baisse de production générale lorsque un obstacle vient occulter tout ou seulement une partie de l’un des panneaux.

Deux possibilités pour installer ces panneaux sur le toit : soit directement intégrés dans la toiture. Les panneaux remplacent alors une partie de la couverture. Soit fixés sur la toiture et la mise en œuvre sera alors plus simple. L’onduleur s’installe dans la maison directement. L’électricité produite est instantanément utilisable.

Pour en savoir plus sur l’installation de panneaux photovoltaïques.

Revente ou autoconsommation de la production d’électricité photovoltaïque ?

La production d’électricité par panneaux photovoltaïques est un engagement environnemental fort. En effet, le soleil est une énergie gratuite et toujours disponible. Donc, opter pour l’électricité photovoltaïque s’inscrit dans une démarche éco-citoyenne, mais aussi dans une recherche d’économie. Deux manières différentes pour utiliser cette électricité :

1. Elle sera injectée directement dans le réseau. Effectivement, EDF a pour obligation de racheter cette électricité à un tarif plus avantageux au kWh que son prix habituel de vente aux particuliers.
2. En autoconsommation. C’est le principe encouragé en France actuellement. Dans ce cas vous consommez l’électricité que vous produisez sans que ça ne vous coûte rien. Si vous en avez en excédent, EDF vous le rachète. Si vous en manquez, vous êtes raccordé au réseau et consommez classiquement. Vous pouvez en complément installer des batteries pour stocker l’électricité produite.

Dans tous les cas de figure, vous êtes gagnant sur votre facture. Les économies sont substantielles et vous pouvez même tirer une source de revenu de votre installation. Dans ces conditions, vous atteignez rapidement le seuil de rentabilité de votre installation. Une bonne raison pour faire installer des panneaux photovoltaïques sur votre toit.

Une maison intelligente grâce au fonctionnement du photovoltaïque

À la sortie de l’onduleur, les données de la production électrique photovoltaïque sont disponibles sur support informatique. Il est alors aisé d’installer des solutions de domotiques pour piloter au mieux sa consommation. Dans l’ensemble, depuis votre smartphone ou votre tablette, les appareils électriques de la maison comme le chauffage ou la production d’eau chaude peuvent être déclenchés à distance. De cette manière, les périodes de production coïncident avec les périodes de fortes consommations.

Pour en savoir plus sur les solutions de domotique, lisez notre article « écologie et domotique »

Qu'est-ce que l'autoconsommation ?

Vous consommez l’électricité que vous produisez sans que ça ne vous coûte rien. Si vous en avez en excédent, EDF vous le rachète. Si vous en manquez, vous êtes raccordé au réseau et consommez classiquement. Enfin, vous pouvez en complément installer des batteries pour stocker l’électricité produite en plus.

Comment optimiser ma production electrique ?

Avec des panneaux photovoltaïques, les habitudes de consommation d’électricité doivent s'adapter. Les appareils les plus énergivores sont utilisés en pleine journée quand les panneaux produisent le plus. De plus, des batteries permettront de stocker l'électricité pour la réutiliser le soir lorsque les panneaux ne produisent plus.

Comment suivre ma production d’électricité ?

Des solutions de domotiques pour piloter au mieux sa consommation existent aujourd'hui. En effet, depuis votre smartphone ou votre tablette, les appareils électriques de la maison comme le chauffage ou la production d’eau chaude peuvent être déclenchés à distance. De cette manière, vous faites coïncider les périodes de production et celles de forte consommation.