Les bases du solaire photovoltaïque

Le soleil envoie un rayonnement électromagnétique sur la Terre. Il est composé d'infrarouges (46%), de la lumière visible (48%), des ultra-violets (6%).

L'effet photovoltaïque est un phénomène physique propre à certains matériaux appelés "semi-conducteurs". Le plus connu d’entre eux est le silicium utilisé pour les composants électroniques. Lorsque les "grains de lumière" (les photons issus du rayonnement électromagnétique solaire) heurtent une surface mince de ces matériaux, ils transfèrent leur énergie aux électrons de la matière.
Ceux-ci se mettent alors en mouvement dans une direction particulière, créant ainsi un courant électrique qui est recueilli par des fils métalliques très fins. Ce courant peut être ajouté à celui provenant d’autres dispositifs ou cellules semblables de façon à atteindre la puissance désirée pour un usage donné.
Ainsi plusieurs cellules photovoltaïques forment un module et plusieurs modules forment un champ photovoltaïque

Les panneaux solaires de type photovoltaïque produisent de l' électricité en captant et en transformant la lumière naturelle, et NON la chaleur.

Panneaux photovoltaique

Les cellules et les panneaux photovoltaïques sont de dimensions variées.
La plupart des cellules mesurent 10 cm2 et produisent environ 0,5v (volt) d'électricité.
Un panneau d'une puissance de 100 watts mesure environ 70 cm par 100 cm, soit plus simplement 1m² = 140 Wc (Watt-crête).

Capacité de production d'une installation photovoltaïque

La production d’électricité photovoltaïque est directement fonction de l’ensoleillement du lieu, de sa localisation géographique, de la saison et de l’heure de la journée : elle est maximale à midi par ciel clair. La valeur maximale qui peut ainsi être enregistrée est d’environ 1000 W/m2 (valeur dite de référence).

 

Production solaire annuelle moyenne en kWh avec l'ensoleillement de référence 1000W/m2

Carte energie solaire en France

 

En tenant compte des conditions géographiques et météorologiques, on constate que l’énergie moyenne annuelle en France varie entre 1220 kWh/m2 dans le Nord de la France et plus de 1760 kWh/m2 dans le Sud.
Les modules photovoltaïques standard ont un rendement de 14 %. Par conséquent, la production photovoltaïque annuelle pourra selon le lieu d’installation être comprise entre 170 et 240 kWh par m2. Pour une installation de 20 m2, cela donne une production annuelle de 3400 kWh dans le nord et 4800 dans le sud, pour une puissance de 2800 Wc installés. Cela reste une production théorique, car beaucoup de facteurs (Coeff. de perte de puissance/T° des modules, Masque d'ombre, systèmes d'intégration, etc.) contribuent à réduire sensiblement la production. D'oû la nécessité de faire appel à un professionnel réellement compétent sur le sujet.

Facteur de correction en fonction de l'orientation des panneaux

Carte energie solaire en France

D'après ce tableau, Le rendement global d'une installation solaire sous nos latitude est optimum lorsque les panneaux sont orientés plein sud avec une inclinaison par rapport à l'horizontale de 30°. On voit aussi que les orientations sud-est ou sud-ouest sont tout à fait acceptables si l'inclinaison n'est pas trop forte.

 

 

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