FAQ

❖ Un panneau photovoltaïque est composé de cellules qui permettent de convertir une partie du rayonnement solaire en électricité grâce à l’effet photovoltaïque, environ 1/5^e de l’énergie solaire est convertie.
❖ L’effet photovoltaïque est un phénomène physique propre aux matériaux dits semi-conducteurs. En présence d’un rayonnement lumineux, ces matériaux ont pour propriété de permettre la libération et la mise en mouvement des électrons par transfert de l’énergie des photons de la lumière. La circulation des électrons ainsi générée produit un courant électrique continu. Le silicium cristallin est le semi-conducteur le plus utilisé pour constituer les cellules photovoltaïques.
➥ Pour plus de détails, voir l’article  Fonctionnement d’un panneau solaire photovoltaïque. Notions générales

❖ Les panneaux photovoltaïques jouent le rôle de générateur de courant continu, un onduleur est nécessaire pour convertir ce courant continu en courant électrique alternatif. Tous les appareils et équipements connectés au réseau sont conçus pour être alimentés en courant alternatif, sans conversion, la production solaire électrique est inutilisable.
❖ L’onduleur analyse les caractéristiques électriques du courant en circulation sur le réseau public de distribution, si les valeurs détectées sont conformes aux normes alors l’onduleur « se connecte ». L’onduleur synchronise le courant qu’il fournit avec le courant du réseau selon des valeurs similaires en tension et fréquence pour fournir un courant alternatif.
❖ L’onduleur analyse et optimise la puissance du générateur afin d’atteindre une maximisation de la puissance et une efficacité optimale de la production électrique générée par les panneaux.
❖ Grâce à l’onduleur l’électricité solaire peut ainsi être injectée sur le circuit du réseau domestique pour alimenter les appareils en fonctionnement (autoconsommation) ou être injectée sur le réseau public de distribution (vente totale ou vente du surplus).
❖ Il existe plusieurs types d’onduleur : les onduleurs de chaîne, les micro-onduleurs et les onduleurs hybrides (très appropriés dans le cas d’un système de stockage). Le choix dépend de la configuration et des besoins.
➥ Pour plus de détails, voir l’article  Système solaire photovoltaïque : l’onduleur, fonctions et types

❖ Une centrale photovoltaïque est composée de divers équipements :

‣ les panneaux solaires photovoltaïques
‣ le système de fixation approprié permettant l’installation des panneaux sur le support
‣ un ou plusieurs onduleurs selon la configuration (onduleur de chaîne, hybride, micro-onduleurs)
‣ l’ensemble des câbles électriques et connectiques nécessaires au bon fonctionnement
‣ les coffrets de protection adaptés obligatoires
‣ selon le type d’onduleur, une passerelle ou un boîtier de communication peut être installé pour fournir un monitoring (visualisation de la production notamment)
‣ une ou plusieurs batteries si un système de stockage est prévu (l’onduleur doit être approprié)

❖ Le watt-crête (Wc) est l’unité utilisée pour définir la puissance maximale (= puissance crête) délivrée par un panneau ou un générateur photovoltaïque dans des conditions standards (STC). 1000 Wc = 1 kilowatt-crête (kWc)
❖ Les conditions standards dîtes STC (Standard Test Conditions) correspondent à un ensoleillement instantané de 1000 W/m² (irradiance maximale à la surface de la Terre), une température en surface du panneau de 25°C et un coefficient du spectre solaire Air-Masse de 1,5.
❖ Les panneaux sont ainsi testés dans des conditions idéales artificiellement créées en laboratoire, cette mesure permet de fournir une caractéristique électrique selon des critères standards communs et normalisées. La puissance crête indiquée permet de comparer les performances des panneaux entre eux.
❖ La puissance crête, aussi appelée puissance nominale, est uniquement atteinte si toutes les conditions sont idéales et réunies. Ainsi, un panneau photovoltaïque de 380 Wc délivrera une puissance instantanée de 380 W seulement sous les conditions STC. Il s’agit donc d’une puissance maximale potentiellement atteignable. En situation réelle cela impliquerait des conditions identiques à celles artificiellement créées selon les normes STC.
❖ Dans un environnement réel, ces conditions ne peuvent pas toutes être réunies sur le site d’implantation, et elles sont fluctuantes au fil des heures de la  journée et des saisons. Les panneaux photovoltaïques sont soumis à des facteurs climatiques et environnementaux, et leur production dépend des caractéristiques du site d’implantation. Ce sont autant de paramètres qui ont une incidence sur la puissance maximale atteignable.
❖ La puissance d’une installation photovoltaïque est usuellement donnée selon un seuil atteint en kilowatt-crête. Ainsi, pour le particulier, on parle généralement d’une installation de 3 kWc, 6 kWc, 9 kWc… Pour une puissance de 3 kWc, donc 3000 Wc, il faudra calculer le nombre de panneaux nécessaires pour atteindre au moins cette puissance (par exemple 8 panneaux de 400 Wc).

❖ Le rendement d’un panneau photovoltaïque, exprimé en pourcentage, correspond à la proportion d’énergie solaire transformée en électricité. Si un panneau affiche un rendement de 20% alors cela signifie que 20 % de l’énergie des rayons solaires sont convertis en énergie électrique.
❖ Un panneau photovoltaïque ne peut en aucun cas convertir 100 % de l’énergie solaire en électricité. Les propriétés mêmes du semi-conducteur limitent la conversion de l’énergie, et seuls certains types de rayons lumineux permettent l’absorption de l’énergie des photons (un rayon lumineux est une onde électromagnétique qui se caractérise par sa fréquence et sa longueur d’onde). Par ailleurs, une partie des rayons lumineux sont réfléchis à la surface des panneaux. L’énergie qui n’est pas transformée en électricité est dissipée dans l’air sous forme de chaleur (ce qui représente donc environ 4/5e de l’énergie).
❖ Le calcul du taux de rendement d’un panneau tient compte d’une irradiance solaire de 1000 W/m², la formule appliquée est la suivante :  Puissance (Wc) / (Superficie (m²) x 1 000 (W) ) x 100 (%)
             ➛ Exemple pour un panneau de 375 Wc d’une superficie de 1,9 m2 :  rendement =  375/ (1,9×1000) = 19,7 %

❖ Pas de panique, vous n’avez pas de calcul à effectuer ! Le taux de rendement est une caractéristique électrique indiquée par le fabricant. Cette valeur varie d’un modèle de panneau à l’autre selon les matériaux et technologies utilisés. A l’heure actuelle, pour les panneaux monocristallins conventionnels ce taux est généralement compris entre 19 et 22%. Le rendement est une des données qui permet de connaitre les performances d’un panneau, cet indicateur peut être utile à considérer pour choisir son équipement. Plus le rendement est élevé, plus la quantité d’énergie solaire convertie en électricité est accrue, et de facto, plus la production sera importante.

❖ Un panneau photovoltaïque est composé de diverses strates superposées, tel un millefeuille. Les cellules de silicium et leurs connectiques (généralement en argent), sont prises en sandwich entre deux films d’EVA (polymères thermoplastiques). L’encapsulant EVA permet, après avoir été chauffé et liquéfié, d’isoler et de protéger les cellules de l’environnement extérieur et des aléas climatiques. Pour conférer résistance, rigidité et protection, les cellules et films EVA sont disposés entre une plaque de verre trempé en face avant et une feuille de fond en Tedlar (membrane isolante en polymère) en face arrière.
❖ L’ensemble de la structure est enserré dans un cadre en aluminium pour le maintien et la rigidité.
❖ Un panneau solaire cristallin conventionnel est ainsi composé de verre (70 à 75%), d’aluminium (10 à 12 %), de polymères (= plastiques) (8 à 10%), de silicium cristallin (4 à 5 %), de cuivre, cuivre étamé et d’argent. Il s’agit de valeurs moyennes.
❖ Les panneaux photovoltaïques de silicium cristallin ne contiennent pas de « terres rares ».
      ➥ Voir article dédié Composition et assemblage d’un module photovoltaïque 

❖ Un générateur solaire photovoltaïque est conçu pour durer, on estime qu’un panneau photovoltaïque installé dans les règles de l’art et bien entretenu pourra produire suffisamment d’énergie pendant plus de 30 ans. La longévité actuelle est estimée entre 30 et 40 ans.
❖ Un panneau photovoltaïque est constitué de matériaux résistants et durables (verre, aluminium, silicium, polymères…). L’EVA qui solidarise l’ensemble de la structure, encapsule les cellules, il permet de les protéger et de les isoler de l’environnement. Le verre trempé en face avant et la feuille de fond en face arrière constituent les boucliers exposés. Un panneau photovoltaïque est donc élaboré pour résister aux agressions extérieures, aux variations climatiques, aux conditions météorologiques extrêmes, et bien entendu aux rayonnements.
❖ La plupart des panneaux actuels peuvent produire au moins 80% de leur capacité de production initiale après 25 ans.
❖ A noter : un onduleur de chaîne ou hybride a une durée de vie moyenne comprise entre 10 et 12 ans. La durée de vie d’un micro-onduleur est estimée au-delà de 25 ans (garantie  généralement comprise entre 20 et 25 ans).