Les différentes technologies des panneaux solaires

Les panneaux solaires, ces alternatives pour une production énergétique plus verte, incarnent le potentiel de l'énergie renouvelable. Ils se déclinent en plusieurs types et sous différentes technologies : monocristallin, polycristallin et à film mince, chacun offrant des performances et des avantages spécifiques. Imprégnez-vous de l'importance de chaque technologie dans la progression vers un avenir énergétique durable et propre.

Il existe différents types et différentes technologies pour les panneaux solaires  © Généré par IA

Les panneaux solaires, c'est quoi ?

L'énergie solaire représente une source d'énergie inépuisable et respectueuse de l'environnement. Les panneaux photovoltaïques constituent une technologie clé pour la conversion de cette énergie solaire en électricité utilisable dans nos maisons et nos entreprises. Ces dispositifs d'environ 1 mètre carré sont généralement installés sur les toits, où ils captent le rayonnement solaire et le convertissent en électricité grâce à des cellules photovoltaïques. Ainsi convertie, l'électricité peut être utilisée pour alimenter votre maisons en énergie ou même être revendue sur le réseau électrique, créant une source de revenus grâce à l'énergie solaire.

Outre les avantages économiques et environnementaux, l'adoption de panneaux solaires contribue également à valoriser votre propriété. Dans un monde de plus en plus conscient des enjeux environnementaux, une maison équipée de panneaux solaires est un atout précieux sur le marché immobilier. En conclusion, que vous soyez intéressé par l'autoconsommation d'énergie solaire ou que vous envisagiez de revendre votre surplus d'énergie, les panneaux solaires offrent une solution rentable et écologique pour répondre à vos besoins en énergie.

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Les différents types de panneaux solaires

Les panneaux solaires photovoltaïques

Le panneau solaire photovoltaïque se distingue comme l'une des technologies clés dans le domaine de l'énergie renouvelable. Composé de plusieurs cellules photovoltaïques, ce type de panneau capte le rayonnement solaire et le transforme en courant électrique. Il s'agit d'un choix populaire pour la production d'énergie résidentielle et industrielle en raison de sa rentabilité et de ses performances fiables.

Le panneau solaire photovoltaïque transforme les rayons du soleil en électricité  DR

En général, ces panneaux sont installés sur les toits, soit par fixation directe, soit en étant intégrés dans la structure même du toit. Des options d'installation au sol sont aussi disponibles, particulièrement utiles si la toiture n'est pas idéalement exposée. Le courant continu généré par les panneaux est ensuite transformé en courant alternatif via un onduleur, qui peut être utilisé directement pour alimenter les systèmes électriques de la maison ou être réinjecté dans le réseau pour une utilisation ultérieure. En plus de fournir de l'énergie, un système photovoltaïque bien géré peut également générer un revenu, en revendant une portion de l'énergie produite en surplus.

Les panneaux solaires thermiques

Les panneaux solaires thermiques sont essentiellement utilisés pour la production d'eau chaude et/ou de chauffage. Ils fonctionnent en captant l'énergie solaire, qui est alors utilisée pour chauffer un fluide, souvent appelé "caloporteur", qui à son tour réchauffe l'eau dans un ballon.

Les panneaux solaires thermiques servent à créer de l'eau chaude ou du chauffage  DR

La technologie de ces panneaux diffère des panneaux solaires photovoltaïques en raison de l'utilisation de tuyaux contenant de l'eau ou un fluide caloporteur, au lieu de cellules en silicium. Ces panneaux thermiques n'ont pas besoin de régulateur de charge solaire car ils ne produisent pas d'électricité, mais uniquement de la chaleur. Le panneau solaire thermique peut également être désigné sous le nom de chauffe-eau solaire.

Les panneaux solaires hybrides

Les panneaux solaires hybrides se distinguent par leur double fonctionnalité permettant de générer de l’eau chaude pour alimenter le chauffage et de produire de l’électricité pour l’autoconsommation. Cela est possible grâce à la technologie de cellules de pérovskites qu'ils utilisent.

Les panneaux solaires hybrides produisent de l'électricité ET de l'eau chaude  DR

La couche captant les rayons solaires est fabriquée sans cellules photovoltaïques au silicium, mais avec une composition chimique mélangeant minéral, le titanate de calcium et métal, principalement du plomb ou de l’halogénure d’étain. C’est ce mélange qui donne au panneau solaire son aspect hybride. Le rendement de cette technologie (28 %) surpasse celui du panneau monocristallin et la production à grande échelle de ces systèmes photovoltaïques est en cours de développement.

Les panneaux solaires aérovoltaïques

Le panneau solaire aérovoltaïque est composés de cellules photovoltaïques équipées d'un système de ventilation en sous-face. Sa particularité réside dans le fait que sa couche inférieure tire profit de la circulation de l'air pour capter la chaleur solaire.

Les panneaux solaires aérovoltaïques permettent de produire de l'électricité ET de la chaleur  DR

L'air chaud ainsi récupéré est ensuite diffusé dans le logement ou utilisé dans un chauffe-eau thermodynamique. Cette technologie de panneau solaire combine les cellules photovoltaïques et le système du panneau thermique, sans nécessiter d'eau ni de fluide caloporteur. Ces panneaux solaires nouvelle génération produisent simultanément de l'électricité et de la chaleur à partir des rayons du soleil.

Les technologies à silicium pour les panneaux solaires

Le panneau solaire monocristallin

Les panneaux solaires monocristallins sont composés de cellules issues d'un seul et unique cristal (bloc) de silicium, ce qui donne à ces cellules une uniformité et une couleur noire. En plus de son meilleur rendu esthétique, certains de ces panneaux disposent d'un cadre en aluminium de couleur noire pour une finition entièrement noire, offrant ainsi un design moderne en plein noir. Bien que proposés à un prix plus élevé par rapport aux autres types de panneaux, ils sont plus performants et commencent à capter la lumière plus tôt et la retiennent plus tard dans la journée que leurs homologues, notamment les panneaux polycristallins.

Les panneaux solaires monocristallins sont principalement destinés aux habitations résidentielles et sont très adaptés au climat tempéré comme celui de la France. Ils représentent la technologie photovoltaïque la plus répandue et offrent le meilleur rendement, allant de 18 à 21 % en fonction de leur inclinaison, et jusqu'à 24% pour les cellules PERC à deux faces, dites à "haut rendement". Leur fabrication repose sur des tranches de silicium, appelées wafers, tirées d’un seul cristal de silicium. 

Les différences entre mono et polycristallin résident dans le nombre de cristaux de silicium utilisés  © Climate Selectra

Le panneau solaire polycristallin

Les panneaux solaires polycristallins, idéaux pour une utilisation dans les régions chaudes, sont constitués de cellules composées de plusieurs cristaux de silicium de tailles et de formes variées et orientés dans différentes directions. Cela donne aux cellules une apparence non homogène et une couleur bleutée. Comparés aux panneaux monocristallins, ils offrent un rendement moins élevé, ce qui se traduit par un coût inférieur. Ces panneaux sont couramment utilisés dans les installations industrielles et agricoles où l'esthétisme est moins prioritaire. La technologie des panneaux photovoltaïques polycristallins s’appuie sur l’utilisation de cristaux de silicium mélangés et offre un rendement dessinant entre 14 et 18%.

Ces panneaux solaires sont également connus pour leur résistance aux intempéries et sont spécifiquement adaptés aux régions chaudes. Leur facilité de fabrication à partir de chutes de silicium monocristallin leur permet d'avoir le prix le plus compétitif sur le marché, et ils représentent le plus grand pourcentage (56%) de ce dernier. Ainsi, malgré leur rendement légèrement inférieur, les panneaux polycristallins offrent un excellent rapport coût/efficacité.

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Le silicium amorphe

La technologie des panneaux solaires amorphes, bien que moins courante, est innovante. Un panneau solaire amorphe est conçu à partir d'une fine couche de silicium, qui est vaporisée sur une surface amorphe telle que du verre, de l'acier ou du polypropylène. L'une des principales caractéristiques du panneau solaire amorphe est sa légèreté et sa flexibilité, ce qui lui permet d'être plié sans risque d'endommagement et d'être installé sur tous les types de toits, y compris les bâtiments avec une charpente légère.

Le silice amorphe permet de donner une certaine flexibilité aux panneaux solaires  © Info Energies Renouvelables

Le panneau solaire amorphe offre plusieurs avantages, notamment sa capacité à alimenter les appareils de faible puissance et à capter l’énergie solaire des zones faiblement éclairées. De plus, il est moins cher à produire étant donné qu'il n'utilise que 1% de la matière généralement utilisée pour un panneau classique. Cependant, il est important de noter que leur durée de vie est souvent plus courte par rapport aux autres types de panneaux solaires et que les cellules de silicium amorphe ont un rendement d'environ 10%, ce qui est plus faible par rapport aux panneaux monocristallins et polycristallins.

Les autres technologies de panneaux solaires

Les panneaux solaires à couches minces

Les panneaux solaires à couches minces sont principalement constitués de deux familles : le tellure de cadmium (CdTe) et un alliage de cuivre, d'indium et de sélénium (CIS), auquel est parfois ajouté du gallium (CIGS).Les panneaux solaires à couches minces, qui représentent environ 10% du marché total, sont un produit novateur résultant de l'application de semiconducteurs de faible épaisseur sur divers substrats. Ces panneaux présentent un aspect uniforme et génèrent un rendement légèrement inférieur, se situant entre 7 et 13%.

Alors que ces technologies avaient autrefois l'avantage de coûts de production plus bas, les investissements substantiels réalisés dans le silicium au début des années 2000 ont effacé cet avantage. Les cellules photovoltaïques à couches minces sont également produites à partir de silicium, mais en utilisant des couches d'une extrême minceur de quelques microns. C'est cette caractéristique qui leur permet d'être utilisées sur des supports flexibles, leur offrant ainsi la capacité de prendre diverses formes.

Les panneaux solaires à cellules organiques

Les cellules organiques photovoltaïques sont un domaine de recherche intensif visant à développer des cellules à très bas coût pour de nouvelles applications. Leur fonctionnement est basé sur les design des cellules à colorant de Michaël Grätzel, avec des modifications dans les types de matériaux utilisés. 

Le procédé de fabrication des cellules photovoltaïques organiques repose sur l'utilisation de polymères, qui sont des plastiques provenant de ressources biologiques telles que les plantes, les algues ou les animaux. Ces polymères sont appliqués en couches très fines sur des supports flexibles.

Actuellement, ces cellules offrent des rendements relativement bas, entre 3 et 5% et leur durée de vie est actuellement limitée. En dépit de leurs limites actuelles en termes de durabilité et de rendement, ces cellules présentent un potentiel énorme en raison de leurs coûts de production bas et de la possibilité d'applications nouvelles et polyvalentes. L'objectif principal de la recherche continue dans ce domaine est d'améliorer le rendement des cellules tout en augmentant leur durée de vie, afin de les rendre viables en tant que solution énergétique renouvelable à faible coût.

Il existe tous types de panneaux solaires pour vous permettre de trouver votre bonheur  © Généré par IA