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Comment fonctionne un panneau solaire ?
Un panneau solaire peut être utilisé pour fournir de l’électricité (dans ce cas, on parle de panneau solaire photovoltaïque) ou pour la production de calories pour le chauffage ou la production d’eau chaude sanitaire (c’est alors le panneau solaire thermique qui entre en scène).
Ces deux technologies permettent d’exploiter l’énergie solaire qui est illimitée, renouvelable et gratuite, mais comment fonctionnent-elles ? Éléments de réponse ci-dessous.
Vous souhaitez bénéificier de la puissance du solaire photovoltaïque ou thermique ?
Parlons en
Composition et fonctionnement d’un panneau solaire photovoltaïque
Le panneau photovoltaïque a pour mission de fournir de l’électricité à partir des rayons du soleil.
Il se compose de nombreuses cellules photovoltaïques fabriquées dans un matériau semi-conducteur. La conversion de l’énergie solaire en énergie électrique est réalisée au niveau de ces cellules. Il en existe plusieurs sortes :
- la cellule multijonctions en silicium dont le rendement est supérieur à 30 %,
- la cellule monocristalline en silicium au rendement de 15 % en moyenne,
- la cellule polycristalline en silicium ayant un rendement de 13 % environ,
- les couches minces (ou thin films) au rendement de 10 % environ. Elles sont composées de cellules de CIGS (cuivre, indium, gallium, sélénium), de silicium amorphe ou de tellurure de cadmium.
Pour produire l’électricité, les photons présents dans les rayons solaires frappent ces cellules qui délivreront un courant électrique grâce au déplacement des électrons. Pour qu’il soit utilisable par les équipements, ce courant électrique continu est transformé en courant alternatif par des onduleurs. Il passe ensuite par un transformateur et un compteur de consommation avant d’être consommé.
Des batteries peuvent être installées avant les onduleurs pour le stockage de l’énergie. Elles-mêmes seront reliées à des régulateurs de charge qui optimisent leur charge et prévient leur décharge.
Enfin, la puissance nominale (la puissance maximale lorsque l’ensoleillement est optimal) d’un panneau solaire est exprimée en watt crête.
Composition et fonctionnement d’un panneau solaire thermique
Le panneau solaire thermique est utilisé pour la production d’eau chaude sanitaire ou d’air chaud.
D’une manière générale, il comprend un absorbeur qui convertit les rayonnements solaires en chaleur. Cette chaleur est transférée au liquide caloporteur circulant dans un serpentin ou des tubes. Ce fluide va à son tour chauffer l’eau contenue dans un ballon de stockage avant de retourner vers la plaque. Ce système est souvent isolé pour éviter les déperditions de chaleur. Une couverture transparente en verre ou fabriquée dans un matériau transparent est en outre placée sur les capteurs pour développer l’effet de serre et amplifier la chaleur produite.
Cette installation peut aussi alimenter d’un système de chauffage dans le cas d’une technologie combinée, et ce, en complément d’une chaudière ou comme chauffage d’appoint en intersaison.
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3 raisons pour les quelles vous devriez installer des panneaux solaires
Si vous résidez au Sénégal, vous avez toutes les bonnes raisons du monde d’opter pour l’énergie solaire. Le niveau d’ensoleillement du pays vous permettra d’avoir des rendements très élevés et donc un meilleur retour sur investissement et un meilleur confort.
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Les différents types de capteur solaire
Il existe plusieurs types de capteurs solaires
- Le capteur simple : il est formé d’une plaque en polymère chauffée par le soleil et dans laquelle l’eau à chauffer circule directement. Cette solution est courante pour chauffer l’eau des piscines. Elle peut prendre le nom de moquette solaire, car elle se déploie n’importe où, même sur le sol.
- Le capteur plan vitré : c’est le modèle le plus courant. Il comprend un caisson isolé, une vitre en verre ou en plastique, un absorbeur noir composé de tubes dotés d’ailettes. La chaleur est produite grâce à un effet de serre créé par le verre. Elle chauffe le fluide caloporteur qui chauffera à son tour l’eau dans le réservoir d’eau chaude.
- Le capteur plan non vitré : le fluide caloporteur monte en température en parcourant les tubes. Il chauffe ensuite l’eau se trouvant dans la cuve d’eau chaude. Cette installation ne comportant ni caisson ni vitrage ni isolation, sa performance est directement influencée par les aléas météorologiques. Elle connaît d’importantes déperditions de calories dès que le temps se rafraîchit un peu.
- Le capteur à tube sous-vide : il est formé d’un double tube en verre sous-vide parcouru par un fluide caloporteur. Le vide permet de renforcer l’isolation du système et d’éviter toute déperdition de chaleur. Cette technique est efficace en toute saison.
- Le capteur solaire à air : il est utilisé pour le chauffage des bâtiments et non pas pour la production d’eau chaude sanitaire. Au lieu de l’eau, c’est de l’air qui est chauffé par l’absorbeur. Cette installation est également vitrée pour piéger la chaleur par l’effet de serre et isolée pour que les calories ne s’échappent pas.
Le panneau solaire hybride
Cet équipement 2 en 1 permet d’exploiter l’énergie solaire pour produire à la fois de l’électricité et de l’eau chaude. Il est avantageux dans la mesure où il permet d’optimiser la surface de l’installation puisque les capteurs photovoltaïques et le capteur thermique sont superposés. Par ailleurs, les installations photovoltaïques produisant souvent de la chaleur, celle-ci peut être récupérée par le fluide caloporteur du système thermique. De plus, en étant refroidis, les capteurs photovoltaïques seront beaucoup plus performants.
Questions Fréquentes
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