Comment fonctionne un panneau solaire ?
- paul89105
- il y a 6 jours
- 6 min de lecture
À l’heure où l’énergie renouvelable devient un enjeu crucial pour les foyers comme pour les territoires, le solaire photovoltaïque s’impose comme une solution accessible, rentable et durable. Mais au juste, comment fonctionne un panneau solaire ? Quels sont les principes scientifiques à l’origine de cette production d’électricité propre, et comment cette dernière alimente-t-elle votre maison ou votre projet solaire ?
Dans cet article, découvrez en 5 minutes le rôle du photovoltaïque dans la transition énergétique, les composants d’un système solaire, et les secrets d’une installation solaire bien conçue.
De quoi est composé un panneau solaire photovoltaïque ?
Un panneau solaire photovoltaïque est bien plus qu’un simple rectangle noir posé sur une toiture. Il est constitué de cellules photovoltaïques, de type silicium monocristallin ou polycristallin, capables de convertir la lumière du soleil en courant électrique.
Ces cellules sont assemblées entre plusieurs couches protectrices : verre trempé, film encapsulant, boîtier de jonction et cadre en aluminium.
Chaque cellule joue un rôle fondamental : lorsqu’un photon issu du rayonnement solaire entre en contact avec le silicium, il libère des électrons. Ce mouvement crée un courant électrique continu, premier maillon de la transformation de l’énergie solaire en électricité utilisable.
L'ensemble constitue un module photovoltaïque capable de produire plusieurs centaines de watts-crête (kWc) selon sa puissance installée.
Comment un panneau solaire produit-il de l’électricité ?
Le cœur du fonctionnement d’un panneau solaire repose sur l’effet photovoltaïque, découvert au XIXe siècle. Quand les rayons du soleil frappent une cellule photovoltaïque, ils excitent les électrons présents dans le matériau semi-conducteur (généralement le silicium). Ces électrons libérés circulent dans un circuit électrique, générant ainsi un courant continu.
Ce courant n’est pas directement compatible avec vos appareils électriques domestiques. Il doit être transformé en courant alternatif grâce à un composant essentiel : l’onduleur. Ce dernier permet d’injecter l’électricité produite dans votre réseau électrique personnel, ou bien de la revendre à EDF si vous êtes en vente totale.
Installation solaire en pratique : schéma de fonctionnement
Dans une installation photovoltaïque, le courant continu produit par les panneaux est transformé par l’onduleur puis acheminé selon deux grands modèles :
En autoconsommation, l’électricité produite est directement consommée par le foyer. Le surplus peut être stocké dans une batterie ou injecté dans le réseau.
En vente totale, toute la production solaire est revendue à un fournisseur, comme EDF.
Un système solaire comprend donc plusieurs éléments : modules photovoltaïques, onduleur, compteur de production, parfois un système de stockage, et un dispositif de suivi (application ou écran). Ce kit solaire peut être intégré à la toiture, sur une Pergola solaire, ou encore sous forme d’auvent solaire ou de garde-corps, selon les besoins du logement.
Pour en savoir plus sur les conditions d’installation, consultez notre guide dédié à l’autorisation pour l'installation de panneaux solaires.
Fonctionnement selon les conditions : jour, nuit, météo
Contrairement à une idée reçue, les panneaux photovoltaïques ne fonctionnent pas uniquement quand il fait beau et chaud. Ils produisent de l’électricité dès que la lumière du soleil est présente, même par temps nuageux. C’est l’ensoleillement, et non la température, qui influence le rendement.
Mais que se passe-t-il la nuit ? Comme il n’y a pas de rayonnement solaire, les panneaux ne produisent rien. En autoconsommation, c’est donc la batterie ou le réseau électrique qui prend le relais pour couvrir les besoins énergétiques du foyer.
Le bon fonctionnement dépend aussi de plusieurs facteurs :
L’orientation et l’inclinaison des panneaux
Les obstacles (ombres, salissures)
Le type de module et la technologie utilisée
Performance et rendement des panneaux solaires
Le rendement d’un panneau solaire photovoltaïque correspond au rapport entre la quantité d’énergie solaire reçue et celle qui est convertie en électricité. Il se situe généralement entre 16 et 22 %, selon la technologie (silicium monocristallin, bifacial, etc.).
Plusieurs facteurs influencent cette performance :
L’ensoleillement local (ex. : une région du Sud de la France sera plus favorable)
L’orientation sud et une inclinaison optimale
La propreté des panneaux et leur entretien
Le type d’onduleur utilisé (centralisé, micro-onduleur, hybride)
Vous pouvez suivre votre production électrique en temps réel via une application connectée. Cela vous permet aussi d’optimiser vos usages, par exemple en lançant votre chauffage ou votre eau chaude sanitaire quand l’ensoleillement est maximal.
Pour approfondir la question, découvrez la durée de vie d'un panneau solaire et son impact sur la rentabilité d’un investissement solaire.
Optimiser le fonctionnement d’une installation solaire
Pour tirer un bénéfice maximal de votre installation photovoltaïque, certains gestes et choix techniques sont essentiels. D’abord, bien installer des panneaux avec une orientation au sud (ou sud-est/sud-ouest selon la région) et une inclinaison de 30 à 35° est crucial pour garantir une production d’électricité optimale tout au long de la journée.
Ensuite, il est recommandé d’opter pour des micro-onduleurs si la toiture est partiellement ombragée ou de forme complexe. Cette technologie permet d'optimiser chaque panneau indépendamment des autres, pour un rendement supérieur.
Pour aller plus loin, on peut intégrer un système de stockage (ou pile) afin de consommer son électricité produite même en l’absence de soleil. En période d’excédent, il est aussi possible de revendre le surplus via un contrat de rachat. C’est une offre intéressante pour améliorer la valeur financière de son investissement.
Avantages du solaire photovoltaïque
L’énergie solaire présente de nombreux avantages :
Elle est gratuite, inépuisable, et verte
Elle permet de produire sa propre électricité et de réduire sa facture d’énergie
Elle contribue à limiter l’effet de serre et à préserver l’environnement
En autoconsommation, chaque kWh produit et utilisé localement représente une économie directe. Et avec les tarifs de l’électricité en hausse constante, le photovoltaïque devient un choix stratégique, à la fois pour la planète et pour votre portefeuille.
De plus, plusieurs aides financières existent : la prime à l’autoconsommation, la TVA réduite, ou encore l’obligation d’achat pour les surplus injectés dans le réseau. Cela permet de réduire le coût du kit solaire, rendant l’achat accessible, même pour les foyers aux budgets plus faibles.
Bon à savoir : de nombreux travaux peuvent être éligibles à des subventions selon votre pays, votre logement et la période d’installation.
FAQ – Fonctionnement des panneaux solaires photovoltaïques
Qu’est-ce qu’un panneau solaire photovoltaïque et comment fonctionne-t-il ?
Un panneau solaire photovoltaïque capte la lumière du soleil pour produire de l’électricité grâce à l’effet photovoltaïque. Lorsque les photons frappent une cellule en silicium, ils libèrent des électrons, créant un courant continu. Celui-ci est ensuite transformé en courant alternatif grâce à un onduleur pour alimenter les appareils électriques du logement.
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