Qu’est ce qu’un panneau photovoltaïque ?
Un panneau photovoltaïque est un assemblage de cellules photovoltaïques
Les panneaux photovoltaïques sont un assemblage de cellules photovoltaïques. Le composant principal est le silicium (extrait de la silice, très présente sur la planète). Deux électrodes sont positionnées de part et d’autre de ce silicium.
C’est Charles FRITTS, en 1883, qui a fabriqué la première cellule photovoltaïque. Il utilisait l’or et le sélénium (matériaux très coûteux). Le rendement était inférieur à 1% !
Les deux principaux types de cellules photovoltaïques
Premièrement, la cellule monocristalline est la plus performante (14 à 19%), de couleur foncée presque noire, la mieux adaptée aux rayonnements directs de la lumière et du soleil, mais plus onéreuse.
Deuxièmement, la cellule polycristalline. Elle est de couleur bleue et a un rendement moins bon que la cellule monocristalline. Elle est bien adaptée à la lumière ambiante et à une orientation imparfaite, elle est moins onéreuse que la cellule monocristalline.
Pour nos trackers solaires deux axes 4 panneaux et deux axes 15 panneaux, nous avons choisi les panneaux monocristallins
Ces cellules sont assemblées en panneaux de différentes puissances et de différentes tailles. Aujourd’hui, un panneau « standard » a une dimension d’1,69 mètre x 0,98 mètre. Il est composé de 60 cellules et a une puissance de 300 Wc. Cependant, ce standard évolue vers des panneaux légèrement plus larges (1,046 mètres) dû à l’augmentation de leur puissance et du nombre de cellules (72 au lieu de 60). Nous commençons à trouver, chez les fabricants, des panneaux photovoltaïques d’une puissance supérieure à 300 Wc, voire 360 Wc.
Le coût d’un panneau photovoltaïque est non négligeable, d’ailleurs, plus il est important plus il sera performant et sa durée de vie sera longue, supérieur à 30 ans… Ensuite, l’énergie fournit sera gratuite, sans maintenance et sans pollution… Ceux qui participent à cet effort ont une démarche écologique et responsable pour la planète !
Le fonctionnement des panneaux photovoltaïques
Les cellules photovoltaïques exposées au rayonnement solaire produisent de l’électricité, la production est proportionnelle à la puissance lumineuse et à l’ensoleillement.
Alors pour adapter la production d’énergie électrique à vos besoins, il suffit d’augmenter le nombre de panneaux photovoltaïques.
Par exemple :
Si la puissance nécessaire à vos besoins est de 6 000 Wc (6 KWc) vous devez installer, sur votre toit, 20 panneaux de 300Wc, soit environ une surface photovoltaïque de 35 m².
L’utilisation d’un tracker solaire (ou suiveur solaire) de 15 panneaux photovoltaïques peut également couvrir le besoin ci-dessus :
15 panneaux photovoltaïques de 300 Wc plus 40% de production grâce au suivi du soleil, cela donne une puissance totale de 6 300 Wc soit une puissance supérieure de 300 Wc, avec 5 panneaux en moins.
Puis, le courant produit par les panneaux est du courant continu. Suivant l’installation, la tension de sortie peut être de 12 V, 24V ou 48 V. Enfin, pour obtenir ces différentes tensions, il faut « jouer » sur la mise en parallèle et la mise en série des panneaux photovoltaïques.
Enfin, le réseau électrique Français est en courant alternatif de 230 Volt, pour brancher les panneaux photovoltaïques sur le réseau, il faut utiliser un onduleur ou micro-onduleur qui transformera le courant continu en courant alternatif en 230 V.
Le recyclage des panneaux photovoltaïques
Le photovoltaïque, une énergie pas si verte que ça ? FAUX. Aujourd’hui il faut moins de 2 ans à un panneau photovoltaïque pour restituer l’énergie qui a été utile à sa fabrication.
Durant ces dernières années, la filière du photovoltaïque a beaucoup progressée en ce qui concerne le recyclage. Certains panneaux, appelés silicium cristallin, sont même recyclable à 100% !
En Juillet 2018, l’usine du Rousset, qui fait partie du groupe Veolia, est la première du genre en Europe. C’est au sein de cette infrastructure, basée près d’Aix en Provence, qu’on recycle aujourd’hui tous les panneaux photovoltaïques. Auparavant ils étaient envoyés en Belgique.
Comme nous l’avons décrit plus haut, différents matériaux composent les panneaux photovoltaïques, et ils sont recyclables (le cadre en aluminium, le boitier électrique, les câbles en cuivre, le verre, le plastique, les cellules). Une fois purifié le silicium sert de silicium métal. Puis on obtient de la laine de verre ou de l’abrasif grâce au fer contenu dans le verre solaire.
En 2017, cette usine a récoltée près de 2400 tonnes de panneaux solaire. Une fois pesé le panneau subit un décadrage : on lui retire alors son cadre en aluminium, son boitier électrique et ses câbles. Puis, le panneau est débité en petite tablette. Enfin, les différents éléments sont triés, on extrait alors les métaux, un tri optique est réalisé ce qui permet d’obtenir un verre pur.
Pour résumer, le recyclage des panneaux photovoltaïques permet de récupérer 75% du verre, 10% de plastique et 10% du silicium et des métaux, soit près de 95%.