Installation photovoltaïque: qu’est-ce que c’est. Le guide de base pour comprendre comment un système photovoltaïque fonctionne et quels sont les avantages pour les installations sur bâtiment

L’effet photovoltaïque est un phénomène physique qui se produit au moment où le rayonnement solaire passe à travers un matériau semi-conducteur, tel que le silicium cristallin.

Silicium et effet photovoltaïque

Ce qui arrive quand la structure d’un cristal de silicium, traitée avec des matériaux appropriés (dopées), est frappée par la lumière du soleil (rayonnement électromagnétique incident) ?

La lumière du soleil est composé de particules d’énergie appelés photons. Lorsque les photons frappent le matériau semi-conducteur de la cellule photovoltaïque, une partie de l’énergie réfléchit, une partie se transforme en chaleur et une dernière partie provoque un déplacement des électrons des atomes de carbone dans le matériau semi-conducteur.

L’énergie des photons libère un certain nombre d’électrons. Les électrons se déplacent dans la structure atomique du semi-conducteur commence à bouger. Ils produisent donc un courant électrique dans le corps semi-conducteur.

Le courant électrique est proportionnel à la fois à la surface des cellules à la fois à l’intensité du rayonnement solaire. Par exemple, une cellule carrée de 10 cm de côté, exposée aux rayons du soleil qui frappent perpendiculairement, dans des conditions de pleine lumière, est capable de fournir une puissance électrique d’environ 1,3 W avec une tension de 0,5 V.

Fonctionnement de la cellule photovoltaïque

Fonctionnement de la cellule photovoltaïque

Un système et son générateur photovoltaïques ont besoin d’énergie pour la plupart des cas de puissance, de courant et de tension assez élevées. Ceux-ci peuvent être obtenus à l’aide de plusieurs cellules simultanément, reliées en série ou en parallèle.

Ainsi, les cellules différentes sont assemblées dans une structure, qui est le module photovoltaïque.

Bien sûr, dans les modules photovoltaïques afin d’obtenir des tensions plus élevées, des connexions peuvent se faire en série ou parallèle entre plusieurs cellules photovoltaïques élémentaires.

L’ensemble de plusieurs cellules forment un module. Plusieurs modules connectés en série pour former une chaîne de caractères et l’ensemble des chaînes constitue le générateur photovoltaïque.

Depuis la cellule au générateur

Depuis la cellule au générateur

Qu’est-ce qu’un système PV

Un système photovoltaïque est un système qui utilise le rayonnement solaire pour produire un courant électrique par effet photovoltaïque.

Un ensemble de ces modules photovoltaïques peuvent ensuite être connectés en série / parallèle pour obtenir un générateur photovoltaïque avec les caractéristiques de courant et tension souhaités. La modularité permet une grande souplesse d’utilisation.

Dans une première phase du système, il y a un courant continu, qui est ensuite converti en courant alternatif par un onduleur.

Ce courant peut être utilisé pour alimenter des appareils électriques ou injecté dans le réseau.

Et donc, il existe deux principaux types de systèmes photovoltaïques:

  • systèmes isolés (Stand-alone)
  • systèmes couplés réseau électrique (Grid-connected)
Exemple de installation isolée ou couplée au réseau

Exemple de installation isolée ou couplée au réseau

Les systèmes isolés (Stand-alone)

Les systèmes isolés sont normalement utilisés des systèmes autonomes pour électrifier des appareils et des utilisateurs difficilement raccordables au réseau, car ils sont dans des zones peu accessibles, ou ce sont des charges à très faible consommation d’énergie, ce qui ne rend pas convenable le coût de raccaordement.

Une sytème isolé est caractérisé par la nécessité de couvrir la totalité à tous les consommations d’énergie des utilisateurs. Les éléments qui la composent sont les suivants:

  • les modules photovoltaïques
  • contrôleur de charge
  • système de stockage (batteries)
  • onduleur

Ces systèmes sont économiquement avantageux dans les cas où l’alimentation secteur est absent ou difficile à atteindre.

Les systèmes connectés au réseau (Grid-connected)

Les systèmes photovoltaïques connectés au réseau peuvent échanger de l’énergie électrique avec le réseau électrique.

L’échange peut se produire dans les deux sens: si la production de champ photo voltaïque dépasse pendant une certaine période, la consommation, le surplus est injecté dans le réseau. Dans les heures où le générateur ne fournit pas suffisamment d’électricité pour satisfaire les services publics, l’énergie provient du réseau. En général, il y a deux compteurs et réservés par l’énergie échangée dans les deux sens.
Il y a dans le système un onduleur qui convertit le courant continu produit par les modules en courant alternatif.

Les systèmes connectés au réseau, bien sûr, ne pas besoin de batteries, car le réseau de distribution fait la fourniture d’électricité lors de l’absence de rayonnement solaire et donc de production de la part du système.

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