Equipements solaires: comprendre le fonctionnement des panneaux solaires !

Le fonctionnement de panneau solaire est très simple. Au Luxembourg, l’utilisation des unités photovoltaïques est recommandée. Elle permet de faire avancer la transition énergétique en produisant une électricité propre. 

De plus, le territoire du Grand-Duché de Luxembourg possède un grand potentiel de production d’énergie solaire. Les habitants pourront participer à cette transition en vendant leur production. 

Les panneaux solaires sont les équipements utilisés pour exploiter l’énergie solaire. Ils peuvent être photovoltaïques pour produire de l’électricité ou thermiques pour chauffer les eaux sanitaires. La technologie à l’intérieur de ces appareils est complexe. Cependant, comme nous l’avions déjà dit, il est très facile de comprendre leurs fonctionnements. 

Chez Eco Habitat Lux, nous vous aiderons à assimiler tout le concept avec ces quelques informations. Vous saurez ainsi l’importance de leurs utilisations et ces informations vous aideront dans la maintenance de vos équipements solaires. 

SOMMAIRE

Les éléments d’un panneau solaire photovoltaïque

Les panneaux solaires photovoltaïques produisent de l’électricité propre et gratuite. Ils sont composés de plusieurs éléments pour permettre cette production: 

Ces éléments assurent l’installation et le bon fonctionnement de vos panneaux solaires. Pour aller plus loin, nous allons nous concentrer sur les cellules photovoltaïques.

Le mode de fonctionnement d’une cellule photovoltaïque pour produire de l’électricité

Les cellules photovoltaïques montées en série et/ou en parallèle sont les éléments des panneaux solaires . Ils sont fabriqués à partir de matériaux semi-conducteurs. La production d’électricité se passe à l’intérieur de ces cellules, elle est due à une circulation d’électron. 

Les atomes tétravalents dopés forment les plaques semi-conductrices . Dont, les électrons, neutrons et protons sont les constituant d’un atome. Les électrons gravitent autour des noyaux. Pour ces plaques, les atomes présentent 4 électrons sur leur couche externe. On parle de dopage lorsqu’on introduit des impuretés bien choisies dans une structure atomique.

Chaque panneau solaire est constitué d’une couche dopée n (chargée négativement c’est-à-dire en excès d’électrons) et aussi d’une couche dopée p (chargée positivement c’est-à-dire en manque d’électrons). Elles créent ce qu’on appelle une  jonction PN. 

Exposée au soleil, la cellule absorbe les photons. Il se crée ainsi une paire électrons/trous (charges négatives/charges positives). Un mouvement de charge sera alors induit. Les électrons vont remplir la couche dopée p et les trous vont aller vers la couche dopée n. La circulation de ces électrons produit un courant continu et constant.  

L’onduleur transformera ensuite le produit obtenu en courant alternatif par l’onduleur. On l’utilisera pour votre consommation locale ou on l’injecte dans le réseau électrique. Il est aussi possible d’ajouter une batterie à l’installation pour conserver une partie de la production.

Tous les éléments d’un système d’un panneau solaire thermique

Le panneau solaire thermique utilise l’énergie solaire pour chauffer un fluide caloporteur (un fluide qui peut transporter la chaleur). On le raccordera à un ensemble de systèmes connectés à notre arrivée d’eau sanitaire et permet la chauffe de l’eau. Ce système est composé de:

Le fonctionnement du système d’un panneau solaire thermique pour chauffer l’eau de la maison

Le mode de fonctionnement des panneaux solaires thermiques est simple. Ils utilisent aussi des capteurs pour transformer les rayons solaires et produire de la chaleur. Les trois types de capteurs les plus utilisés sont:

Capteurs plans vitrés

ils absorbent la chaleur venant des rayons solaires et le transmettent aux tubes qui transportent le liquide caloporteur. Ce liquide est composé d’eau et d’antigel. Il sera stocké dans une boîte vitrée où l’effet de serre va accentuer son chauffage jusqu’à atteindre une température de 80°.

Capteurs plans vitrés

Ils possèdent le même système de tubage que les capteurs plans vitrés. La différence est que ses tubes seront dépourvus d’air. Il y aura moins de pertes de chaleur et c’est le meilleur capteur pour avoir une bonne performance lors d’un ensoleillement moins satisfaisant.

Capteurs solaires thermiques non vitrés

Ils ne possèdent pas de vitres et leur performance est médiocre. Ils sont plus abordables.

Une fois chauffé, le fluide caloporteur sera acheminé vers le ballon de stockage par le biais du circulateur. Il traverse ensuite l’échangeur thermique et diffuse la chaleur accumulée. L’eau contenue dans le ballon de stockage se chauffera et elle pourra être conduite dans le réseau de distribution de votre maison. 

Le dispositif d’appoint est une alternative lors du mauvais temps où le capteur ne pourra pas assurer le chauffage. Le système sera combiné pour garder la performance. Même lors des périodes hivernales ou lorsque l’ensoleillement est faible. 

En résumé, le fonctionnement du panneau solaire photovoltaïque et du panneau solaire thermique est bien différent. Cependant, leurs utilisations peuvent être combinées pour diminuer les charges. Le retour sur investissement de ces derniers est d’environ 5 ans.

Leurs durées de vie sont plus de 30 ans. Nous allons aussi détaillé dans un prochain article le rendement des panneaux solaires. Vous comprendrez alors que l’intérêt de cette transition énergétique se base sur l’économie pour tous.

N’hésitez surtout pas à demander votre devis gratuit pour tous vos projets d’équipements solaires.