Comment fonctionne un panneau photovoltaïque ? Explication simple et complète

Qu’est-ce qu’un panneau photovoltaïque ?

Un panneau photovoltaïque est un dispositif permettant de transformer l'énergie lumineuse du soleil en électricité. Il ne faut pas le confondre avec le panneau solaire thermique, qui chauffe de l'eau.

Chaque panneau est composé de plusieurs couches :

Des cellules photovoltaïques (souvent en silicium)
Une plaque de verre protectrice
Une structure en aluminium
Un film encapsulant pour assurer l'étanchéité

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‍Comment fonctionne une cellule photovoltaïque ?

Le cœur du système repose sur l'effet photovoltaïque. Lorsqu'un photon (particule de lumière) frappe une cellule, il libère un électron dans le silicium. Ce mouvement génère un courant électrique continu. Les cellules sont en général constituées de deux couches de silicium dopées différemment (type N et type P), créant un champ électrique interne qui oriente les électrons.

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Courant continu ou alternatif : quelle différence ?

Les panneaux produisent du courant continu (DC), qui n'est pas directement utilisable par les appareils domestiques. Ceux-ci fonctionnent en courant alternatif (AC).

C'est là qu'intervient l'onduleur qui transforme le courant continu en courant alternatif. Il peut être centralisé (un seul appareil pour toute l'installation) ou remplacé par des micro-onduleurs (un par panneau).

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*Tableau comparatif onduleur centralisé / micro-onduleur*

Quels sont les différents types de panneaux photovoltaïques ?

Il existe plusieurs technologies, avec des différences notables en termes de rendement et de coût :

Monocristallin : haut rendement (~20-23 %), coût plus élevé, couleur noire uniforme.
Polycristallin : rendement moyen (~15-18 %), plus abordable, aspect bleuté.‍
Panneaux bi-faciaux : produisent des deux côtés, utile sur surfaces réfléchissantes.

Bon à savoir : Le rendement d’un panneau ne fait pas tout. Un panneau monocristallin plus cher mais mieux orienté pourra être plus rentable qu’un panneau moins performant mal exposé.

Que faire de l'électricité produite ?

Une fois produite, l’électricité peut être utilisée de plusieurs façons selon votre installation :

‍Autoconsommation individuelle : vous utilisez directement l’énergie produite pour alimenter vos appareils électroménagers, chauffage, etc. C’est le moyen le plus économique de profiter de votre production.‍
Stockage via batterie : en ajoutant une batterie, vous pouvez conserver le surplus d’énergie produit pendant la journée pour l’utiliser le soir ou par mauvais temps. Cela augmente votre autonomie énergétique.‍
Stockage virtuel : une alternative aux batteries physiques. Le surplus d’électricité est injecté sur le réseau et stocké "virtuellement" chez un fournisseur, que vous pouvez réutiliser plus tard sous forme de crédit d’énergie. Pratique et sans matériel supplémentaire.‍
Revente à EDF OA (Obligation d’Achat) : si vous ne consommez pas toute l’électricité produite, vous pouvez revendre le surplus à un tarif réglementé, générant ainsi un revenu complémentaire.‍
Autoconsommation collective (ACC) : vous mutualisez votre production avec d’autres foyers proches (copropriété, voisins, etc.). Cette solution est en plein essor dans les quartiers ou zones rurales.

Quelle est la durée de vie d’un panneau photovoltaïque ?

En moyenne, un panneau dure 25 à 30 ans. Le rendement baisse lentement (environ -0,5 % par an). Les fabricants offrent des garanties de production jusqu'à 85 % au bout de 25 ans.

Bon à savoir : Les panneaux sont recyclables à plus de 94 %, grâce à la filière PV Cycle.

Est-ce que ça fonctionne quand il fait gris ou en hiver ?

Oui, les panneaux photovoltaïques fonctionnent même lorsqu'il fait gris ou en hiver. Contrairement à une idée reçue, ils ne dépendent pas de la chaleur mais de la lumière. Ils utilisent la lumière diffuse présente même par temps couvert, ce qui permet une production d'électricité réduite, mais constante.

En hiver, la durée d'ensoleillement est plus courte et l'angle du soleil plus bas, mais les températures froides améliorent le rendement électrique des panneaux. En effet, un panneau solaire est plus efficace à 5°C qu'à 35°C. Les installations sont donc conçues pour fonctionner tout au long de l'année, même si la production annuelle est inégalement répartie.

Comment savoir si c’est adapté pour moi ?

Avant d'envisager l'installation de panneaux photovoltaïques, il est important de vérifier certains critères liés à chez vous :;

Orientation : une exposition plein sud est idéale, mais sud-est ou sud-ouest conviennent aussi.
‍Inclinaison de la toiture : un angle compris entre 25° et 35° maximise la production.‍
Ombres : la présence d'arbres, de cheminées ou de bâtiments voisins peut impacter significativement la performance.‍
Surface disponible : il faut au minimum 15 à 20 m² pour une petite installation.‍
Toiture en bon état : inutile d'installer des panneaux si une rénovation de toiture est prévue dans les années à venir.

D'autres facteurs comme la région d'habitation, les habitudes de consommation électrique et les aides disponibles peuvent aussi entrer en ligne de compte.

Conclusion

Les panneaux photovoltaïques sont une technologie mature, fiable et accessible. Leur fonctionnement repose sur des principes simples, mais puissants. En comprenant comment ils transforment la lumière en énergie, vous pouvez mieux anticiper leur rendement, leur intégration chez vous, et le retour sur investissement.