Comment sont fabriqués les panneaux solaires ? De quelles parties sont-ils constitués ? Liste des types de cellules et des pièces d’un panneau solaire
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Le solaire est entré dans le courant dominant en tant que source d’énergie la moins chère du monde, laissant beaucoup de gens se demander comment le photovoltaïque solaire peut être si efficace et peu coûteux tout en fournissant une énergie « verte ». Pour répondre à cette question, il faut comprendre comment fonctionne l’énergie solaire, comment les panneaux solaires sont fabriqués et quelles sont les pièces d’un panneau solaire. La plupart des panneaux disponibles sur le marché sont fabriqués en silicium monocristallin, polycristallin ou à couche mince (« amorphe »). Dans cet article, nous expliquerons les différentes façons de fabriquer les cellules solaires et les pièces nécessaires à la fabrication d’un panneau solaire.
Principes clés de la fabrication des panneaux solaires
- Les panneaux solaires sont généralement fabriqués à partir de quelques composants clés : le silicium, le métal et le verre
- Les panneaux standard sont fabriqués à partir de silicium monocristallin ou polycristallin
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Comment sont fabriqués les panneaux solaires ? Mono vs poly vs couche mince
Les panneaux solaires photovoltaïques sont fabriqués avec un certain nombre de pièces, dont les plus importantes sont les cellules de silicium. Le silicium, numéro atomique 14 sur le tableau périodique, est un non-métal doté de propriétés conductrices qui lui confèrent la capacité de convertir la lumière du soleil en électricité. Lorsque la lumière interagit avec une cellule de silicium, elle met les électrons en mouvement, ce qui déclenche un flux d’électricité. C’est ce qu’on appelle « l’effet photovoltaïque »
Cependant, les cellules de silicium seules ne peuvent pas fournir de l’électricité à votre maison. Elles sont associées à un boîtier métallique et à un câblage, qui permettent aux électrons de la cellule solaire de s’échapper et de fournir une énergie utile. Le silicium se présente sous différentes structures cellulaires : monocellulaire (monocristallin), polycristallin ou amorphe, le plus souvent associé aux panneaux solaires à couche mince.
Processus de fabrication des panneaux solaires
Les panneaux solaires monocristallins sont produits à partir d’un grand bloc de silicium et sont produits dans des formats de plaquettes de silicium. Le processus de fabrication consiste à découper des plaquettes individuelles de silicium qui peuvent être apposées sur un panneau solaire. Les cellules de silicium monocristallin sont plus efficaces que les cellules solaires polycristallines ou amorphes. La production de plaquettes monocristallines individuelles demande plus de travail et, par conséquent, leur fabrication est également plus coûteuse que celle des cellules polycristallines. Les cellules monocristallines ont une esthétique noire distincte et sont souvent associées à l’aspect épuré des panneaux haut de gamme de SunPower.
Les cellules solaires polycristallines sont également des cellules de silicium, mais plutôt que d’être formées dans un grand bloc et découpées en plaquettes, elles sont produites en faisant fondre plusieurs cristaux de silicium ensemble. De nombreuses molécules de silicium sont fondues puis refondues ensemble pour former le panneau lui-même. Les cellules polycristallines sont moins efficaces que les cellules monocristallines, mais elles sont également moins chères. Elles ont une teinte bleutée qui est souvent associée à l’esthétique des panneaux solaires SolarWorld.
Enfin, les cellules de silicium amorphe créent des matériaux de panneaux solaires flexibles qui sont souvent utilisés dans les panneaux solaires à couche mince. Les cellules de silicium amorphe sont non cristallines et sont plutôt fixées à un substrat comme le verre, le plastique ou le métal. Pour cette raison, les panneaux solaires à couche mince sont fidèles à leur nom : ils sont minces et pliables, contrairement à un panneau standard. Bien qu’elles constituent un cas d’utilisation idéal pour leur polyvalence, les cellules solaires amorphes sont très peu efficaces par rapport aux cellules mono ou polycristallines. First Solar est surtout connu pour la fabrication de panneaux à couche mince aux États-Unis.
Après la fabrication du type unique de cellule solaire, les fabricants de panneaux solaires terminent le processus en connectant les systèmes électriques, en ajoutant un revêtement antireflet aux cellules et en logeant l’ensemble du système dans un boîtier en métal et en verre.
Quelles sont les pièces d’un panneau solaire ?
Les matériaux utilisés pour fabriquer les cellules des panneaux solaires ne sont qu’une partie du panneau solaire lui-même. Le processus de fabrication d’un panneau solaire réunit généralement six composants différents. Si vous êtes bricoleur et curieux des matériaux des panneaux solaires, il peut même s’agir de vouloir une hypothétique liste d' »ingrédients » pour en fabriquer un par vous-même. Voici les pièces courantes d’un panneau solaire :
- Cellules solaires en silicium
- Cadre métallique (généralement en aluminium)
- Feuilles de verre pour le boîtier
- Fil standard 12V
- Fil bus
- Plexiglas
En plus des cellules solaires elles-mêmes, un panneau solaire standard comprend un boîtier en verre à l’avant du panneau pour ajouter de la durabilité et de la protection pour le PV en silicium. Sous l’extérieur en verre, le panneau comporte une enveloppe pour l’isolation et une feuille arrière protectrice, qui permet de limiter la dissipation de la chaleur et l’humidité à l’intérieur du panneau. L’isolation est particulièrement importante car l’augmentation de la température entraîne une diminution du rendement, ce qui se traduit par une baisse de la production du panneau solaire. Ainsi, les fabricants de systèmes photovoltaïques doivent faire des efforts supplémentaires pour s’assurer que la lumière est capturée sans que la technologie ne soit surchauffée.
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