De quoi est composé un panneau photovoltaïque ?

Un panneau photovoltaïque est une centrale électrique miniature qui convertit l'énergie lumineuse du soleil (les photons contenus dans le rayonnement solaire) en électricité. Constitué de cellules photovoltaïques agencées méticuleusement qui contiennent des matériaux semi-conducteurs, il exploite l'effet photovoltaïque pour générer un courant électrique continu qui sera transformé en courant alternatif compatible avec les équipements électriques et le réseau électrique au moyen d’un onduleur solaire.

Bon à savoir : bien que la version photovoltaïque soit la plus connue et la plus répandue, il est important de noter que les panneaux solaires ne se limitent pas à la production d’électricité. Il y a aussi les panneaux solaires thermiques qui produisent de la chaleur et de l’eau chaude sanitaire (ECS), et les panneaux solaires hybrides qui combinent les 2 technologies pour une efficacité optimale (maximisation de l’exploitation de l’énergie solaire).

Les panneaux solaires photovoltaïques traditionnels, ceux que vous voyez installés un peu partout, sont constitués des éléments suivants (et dans cet ordre).

Le verre de protection est la couche supérieure du panneau. Il est généralement fabriqué en verre trempé, ce qui lui confère une grande résistance aux chocs et aux intempéries. Son rôle est de protéger les cellules photovoltaïques des rayures, de la poussière et de l'humidité.

L'encapsulant est une couche de matériau plastique qui protège les cellules photovoltaïques des chocs thermiques et électriques. Il est généralement fabriqué en EVA (éthylène-acétate de vinyle) ou en EPE (polyéthylène expansé).

Les cellules photovoltaïques sont le cœur du panneau. Elles contiennent du silicium, un matériau semi-conducteur qui absorbe la lumière du soleil et génère un courant électrique.

Il existe 2 types de cellules photovoltaïques en silicium :

• Le type monocristallin : les cellules monocristallines sont fabriquées à partir d'un seul cristal de silicium. Elles sont plus efficaces (offrent un meilleur rendement) et coûtent plus cher.

• Le type polycristallin : les cellules polycristallines sont fabriquées à partir de plusieurs cristaux de silicium.

Les interconnexions sont des fils métalliques qui relient les cellules photovoltaïques entre elles. Elles permettent de collecter l’électricité générée par les cellules et de le transporter vers le boîtier de jonction.

Le cadre en aluminium n’est pas là pour la simple esthétique. Il assure la rigidité et la solidité du panneau, et permet de le fixer sur un support et de le protéger contre les déformations.

La feuille arrière est une couche de matériau imperméable qui protège le panneau photovoltaïque des infiltrations d'eau et d'humidité. Elle est généralement fabriquée en polyester ou en polyéthylène.

Le boîtier de jonction est un boîtier électrique qui contient les connexions et les protections nécessaires pour le raccordement du panneau photovoltaïque au réseau électrique.

Les câbles de sortie permettent de transporter le courant électrique généré par le panneau vers l'onduleur solaire.

Les connecteurs MC4 sont des connecteurs standardisés qui permettent de raccorder les panneaux photovoltaïques entre eux ainsi que le reste de l'installation solaire photovoltaïque, permettant la transmission de l'électricité produite vers là où elle est nécessaire.

Remarque : connaître ces divers composants est essentiel pour pouvoir s'assurer du bon fonctionnement de son panneau solaire.

Si le principe de base d'un panneau photovoltaïque reste le même, les avancées technologiques ont permis de développer des solutions plus pratiques, plus performantes, moins coûteuses (question de coût et rentabilité d’un panneau photovoltaïque), plus respectueuses de l'environnement et plus esthétiques pour répondre au mieux à la demande et aux défis énergétiques et environnementaux.

Voici quelques exemples de technologies de panneaux photovoltaïques et les différences au niveau de leurs composants par rapport à ce qui a été décrit précédemment :

• Panneaux solaires transparents : utilisent des cellules spéciales avec des concentrateurs solaires luminescents (LSC) optimisés, composés de nanoparticules placées entre 2 plaques de verre.

• Panneaux solaires en couches minces : composés de cellules photovoltaïques qui continent une combinaison de 2 ou plusieurs matériaux semiconducteurs (silicium amorphe ou a-Si, tellurure de cadmium ou CdTe, séléniure de cuivre et d’indium ou CIS/CIGS) déposés en couches fines sur un substrat.

• Panneaux solaires organiques : utilisent des matériaux semi-conducteurs organiques tels que des polymères ou des molécules organiques.

• Panneaux solaires en pérovskite : utilisent de la pérovskite, un minéral avec une structure cristalline unique qui offre un meilleur rendement que le silicium, comme matériau semi-conducteur.

Si l'idée d'installer des panneaux solaires dans votre jardin vous séduit, mais que vous hésitez encore sur la technologie à adopter ou même sur l'intérêt de cette démarche, cet article est fait pour vous : comment les panneaux solaires peuvent-ils soutenir la pollinisation de votre jardin ?

Les panneaux photovoltaïques traditionnels n’utilisent pas de terres rares. Le silicium est un minéral disponible en grande quantité sur Terre.

Les autres technologies, par contre, utilisent des métaux critiques comme le tellure, le cadmium, l’indium ou l’argent, mais elles sont minoritaires sur le marché du photovoltaïque.

Oui, les modules photovoltaïques sont recyclables à plus de 94 %. Ils sont principalement composés de verre, d’aluminium, de plastique, de cuivre ou d’argent et de silicium. La majorité de ces éléments peut être recyclée pour une réutilisation dans l’industrie du photovoltaïque ou pour une utilisation dans d’autres applications.