L'énergie solaire mène la révolution verte. Si vous envisagez d'installer un système solaire photovoltaïque (PV) dans votre maison, vous n'avez pas besoin de savoir comment fonctionnent les cellules PV. Votre entrepreneur solaire connaît les détails et sait quels types de panneaux utiliser dans une application donnée.
Mais les systèmes photovoltaïques coûtent beaucoup d'argent et les clients sont généralement intéressés à en savoir autant que possible sur les détails. Plus vous comprendrez, meilleur sera votre propre processus de prise de décision.
Une cellule PV standard est un mince sandwich semi-conducteur, avec deux couches de silicium hautement purifié. Les panneaux photovoltaïques ne sont rien de plus que d'énormes matrices de sandwichs semi-conducteurs interconnectés. Les systèmes photovoltaïques utilisables comprennent toutes sortes d'équipements qui protègent l'utilisateur contre les chocs électriques, stockent l'électricité dans des parcs de batteries et convertissent le courant continu (CC) en courant alternatif (CA), ce que les gens utilisent dans leurs maisons. Mais au cœur de chaque système se trouve un simple processus de conversion.
Une cellule photovoltaïque transforme la lumière en électricité.
Une cellule de base a une épaisseur d'environ 1/100ème de pouce, avec une large gamme de surfaces. Une durée de vie typique est de plus de 25 ans, et il existe des cellules en place qui produisent de l'électricité de manière fiable depuis plus de 40 ans. Cette longévité est finalement due aux revêtements et aux structures d'encadrement qui protègent les cellules.
Un module est un assemblage de cellules individuelles, connectées en série et en parallèle, conçues pour offrir des performances optimales.
Dans une connexion en série, la tension est additive, tandis que dans une connexion parallèle, le courant est additif.
Une cellule PV typique produit environ un demi-volt de puissance électrique. Lorsque 36 cellules PV sont connectées en série, le résultat est un module de 18 volts. Un module ou un panneau est un certain nombre de cellules individuelles interconnectées et logées dans un produit fini. Un module PV typique dans une application résidentielle mesure environ 2,5 pieds sur 5 pieds, en bleu ou en noir. Les cadres sont soit de couleur aluminium, soit noirs, ce dernier étant le choix écrasant de la plupart des propriétaires de nos jours (ils sont tout simplement plus beaux).
Il est possible d'obtenir une large gamme de sorties de tension et de courant, en fonction de la manière dont les cellules individuelles sont connectées entre elles. La quantité d'énergie qu'un module peut produire est fonction de la surface totale, ainsi que de la quantité de lumière solaire qui frappe le module.
Les modules typiques sont rectangulaires et sont disponibles dans une variété de tailles et de configurations. Les petits modules (du type utilisé dans les calculatrices portables) produisent moins d'un seul watt de puissance, tandis qu'un module résidentiel typique produit environ 200 watts de puissance, plus ou moins.
Les modules se caractérisent par :
Matériau de la cellule ou type de procédé au silicium utilisé
Matériau de vitrage
Châssis et connexions électriques
La caractéristique la plus importante d'une cellule est la composition de la structure de silicium. Les cellules monocristallines peuvent être coulées dans un lingot de plusieurs cristaux. Ou les matériaux cristallins peuvent également être déposés sous la forme d'un film mince, appelé silicium amorphe .
Les plaquettes de silicium individuelles utilisées pour fabriquer des cellules photovoltaïques sont incrustées de contacts métalliques (fils). Les cellules sont recouvertes d'un matériau antireflet afin que la quantité maximale de lumière solaire soit absorbée dans chaque cellule.
Les cellules monocristallines sont plus efficaces que les cellules polycristallines car, dans les cellules polycristallines, les joints inter-grains introduisent une résistance au passage du courant (qui consomme de l'énergie). Le silicium amorphe est beaucoup moins cher à fabriquer, mais il n'est que moitié moins efficace pour convertir la lumière du soleil en énergie électrique utilisable. En termes pratiques, cela signifie qu'un système amorphe nécessite deux fois plus de surface pour produire la même quantité d'énergie. Selon la surface disponible, cela peut ou non être un problème. Dans la plupart des applications résidentielles, l'espace de toit approprié est limité, donc l'efficacité est un facteur important.
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