Nous savons tous que les panneaux solaires photovoltaïques (PV) transforment la lumière du soleil en électricité utilisable, mais peu de gens connaissent la science réelle derrière le processus. Cette semaine sur le blog, nous allons entrer dans le détail de la science derrière le solaire. Cela peut sembler compliqué, mais tout se résume à l’effet photovoltaïque ; la capacité de la matière à émettre des électrons lorsqu’elle est baignée de lumière.
Avant de passer au niveau moléculaire, jetons un coup d’œil de haut niveau au flux de base de la production électrique :
Étapes de base de la production et de la transmission de l’énergie solaire
- La lumière du soleil frappe les panneaux solaires et crée un champ électrique.
- L’électricité générée circule vers le bord du panneau, et dans un fil conducteur.
- Le fil conducteur amène l’électricité à l’onduleur, où elle est transformée de l’électricité continue en courant alternatif, qui est utilisé pour alimenter les bâtiments.
- Un autre fil transporte l’électricité alternative de l’onduleur au panneau électrique de la propriété (également appelé boîte de disjoncteur), qui distribue l’électricité dans tout le bâtiment selon les besoins.
- Toute électricité qui n’est pas nécessaire lors de la production passe par le compteur du service public et dans le réseau électrique du service public. Au fur et à mesure que l’électricité passe par le compteur, elle provoque un retour en arrière, créditant votre propriété pour la production excédentaire.
Maintenant que nous avons une idée de base de la production et du flux d’électricité solaire, plongeons plus profondément dans la science derrière le panneau solaire photovoltaïque.
La science derrière les cellules solaires photovoltaïques
Les panneaux solaires photovoltaïques sont composés de nombreuses petites cellules photovoltaïques – photovoltaïques signifiant qu’elles peuvent convertir la lumière du soleil en électricité. Ces cellules sont constituées de matériaux semi-conducteurs, le plus souvent du silicium, un matériau qui peut conduire l’électricité tout en maintenant le déséquilibre électrique nécessaire à la création d’un champ électrique.
Lorsque la lumière du soleil frappe le semi-conducteur de la cellule solaire PV (étape 1 de notre revue de haut niveau), l’énergie de la lumière, sous forme de photons, est absorbée, faisant tomber un certain nombre d’électrons, qui dérivent ensuite librement dans la cellule. La cellule solaire est spécifiquement conçue avec des semi-conducteurs chargés positivement et négativement pris en sandwich pour créer un champ électrique (voir l’image à gauche pour une visualisation). Ce champ électrique oblige les électrons à la dérive à circuler dans une certaine direction, vers les plaques métalliques conductrices qui recouvrent la cellule. Ce flux est connu sous le nom de courant énergétique, et la force du courant détermine la quantité d’électricité que chaque cellule peut produire. Une fois que les électrons libres touchent les plaques métalliques, le courant est ensuite dirigé dans des fils, permettant aux électrons de circuler comme ils le feraient dans toute autre source de production d’électricité (étape 2 de notre processus).
Comme le panneau solaire génère un courant électrique, l’énergie circule dans une série de fils jusqu’à un onduleur (voir l’étape 3 ci-dessus). Si les panneaux solaires génèrent de l’électricité en courant continu (CC), la plupart des consommateurs d’électricité ont besoin de courant alternatif (CA) pour alimenter leurs bâtiments. La fonction de l’onduleur est de transformer l’électricité de courant continu en courant alternatif, ce qui la rend accessible pour une utilisation quotidienne.
Une fois que l’électricité est transformée en un état utilisable (courant alternatif), elle est envoyée de l’onduleur au panneau électrique (également appelé boîte de disjoncteurs) , et distribuée dans tout le bâtiment selon les besoins. L’électricité est maintenant facilement disponible pour alimenter les lumières, les appareils et autres dispositifs électriques avec l’énergie solaire.
Toute l’électricité qui n’est pas consommée via le boîtier de disjoncteurs est envoyée au réseau électrique par le biais du compteur électrique (notre dernière étape, comme indiqué ci-dessus). Le compteur électrique mesure le flux d’électricité du réseau à votre propriété et vice versa. Lorsque votre système d’énergie solaire produit plus d’électricité que vous n’en consommez sur place, ce compteur fonctionne à l’envers et vous êtes crédité de l’électricité excédentaire produite grâce au processus de facturation nette. Lorsque vous consommez plus d’électricité que n’en produit votre installation solaire, vous prélevez de l’électricité supplémentaire du réseau par le biais de ce compteur, qui fonctionne alors normalement. À moins que vous ne vous soyez complètement déconnecté du réseau grâce à une solution de stockage, vous devrez tirer de l’énergie du réseau, en particulier la nuit, lorsque votre panneau solaire ne produit pas. Cependant, une grande partie de cette énergie du réseau sera compensée par l’excès d’énergie solaire que vous produisez tout au long de la journée et dans les périodes de moindre utilisation.
Bien que les détails derrière le solaire soient hautement scientifiques, il n’est pas nécessaire d’être un scientifique pour transmettre les avantages qu’une installation solaire peut apporter à une entreprise ou à un propriétaire. Un développeur solaire expérimenté peut vous guider à travers ces avantages et vous aider à explorer si une solution solaire convient à votre entreprise.
