Quelle est la composition d’un panneau solaire ?

Quels sont les éléments présents dans une installation de panneaux solaires photovoltaïques ? 

Un panneau solaire est composé de plusieurs éléments :

• L’onduleur : c’est un élément important du système photovoltaïque, car il permet de convertir le courant continu des panneaux solaires en courant alternatif, c’est-à-dire en électricité consommable dans un logement.
• Les compteurs de production et de consommation : le système photovoltaïque est relié à ces deux compteurs, qui rendent consultable la quantité d’énergie produite et consommée en temps réel grâce à une application dédiée.
• Le régulateur de charge : il contrôle le courant délivré par les panneaux solaires afin de préserver leurs batteries en régulant la charge et la décharge. Il permet donc d’éviter les risques de surcharge ou de « décharge profonde” (c’est-à-dire une décharge complète qui est souvent mauvaise pour la batterie).
• Et enfin, les panneaux solaires en eux-mêmes : ils sont composés de cellules photovoltaïques, faites de deux couches de silicium qui permettent de changer le rayonnement solaire en électricité !

Comment est fabriqué un panneau solaire photovoltaïque ?

Un panneau solaire est composé de « cellules photovoltaïques » : ce sont ces carrés bleus sombres que vous pouvez observer à leur surface.

La fabrication des panneaux solaires se déroule en plusieurs étapes :

1. Il faut tout d’abord mélanger du silicium, un élément chimique, à un petit peu de bore, un élément semi-métallique qui va donner une polarité positive au silicium (comme pour une pile électrique : c’est ce pôle positif qui va capter les électrons).
2. On cuit ce mélange au four, qui ressort alors sous forme de « lingots ».
3. Ces lingots sont découpés en fines tranches, que l’on appelle les « wafers », et qui sont traités chimiquement. Pour produire de l’électricité, ils ne doivent plus réfléchir la lumière du soleil, mais au contraire, l’absorber.
4. Pour transformer les wafers en cellules photovoltaïques, on dépose du phosphore sur leurs faces avant, ce qui permet de leur donner une polarité négative (c’est-à-dire un pôle qui va libérer les électrons). La face arrière étant quant à elle dotée d’une polarité positive : la production d’électricité grâce aux panneaux solaires fonctionne comme une pile électrique ! 
5. Pour terminer, des contacts métalliques sont déposés sur ces deux faces de la cellule, afin de collecter les électrons qui vont être libérés quand le panneau sera exposé au soleil !

Quels sont les matériaux d’un panneau solaire photovoltaïque ?

On peut trouver dans la composition d’un panneau solaire :

• Du verre, à hauteur de 75-80 % du panneau
• De l’aluminium
• Du plastique
• Du cuivre ou de l’argent
• Du silicium

Il est important de noter que la majorité de ces éléments sont recyclables !

Qu’est-ce que le silicium ?

Le silicium est un élément chimique que l’on trouve dans le sable et le quartz. C’est un élément « semi-conducteur », c’est-à-dire qu’il est doté d’une conductivité électrique plutôt faible par rapport à celle des métaux. Et c’est justement en tant qu’élément semi-conducteur que le silicium est utilisé dans la composition des panneaux solaires ! Il permet de convertir les rayons du soleil en électricité grâce à ses propriétés chimiques et à sa capacité à être « polarisé » comme une pile (c’est-à-dire d’avoir une face positive qui capte les électrons de la lumière du soleil, et une face négative qui libèrent de l’électricité).

Dans les cellules photovoltaïques, il peut se présenter sous différentes formes :

• Le silicium amorphe : c’est un cristal bleu sombre (une couleur que l’on retrouve à la surface des panneaux solaires).
• Le silicium monocristallin : il s’agit d’une multitude de cristaux assemblés (ce caractère composite, comme une mosaïque bleu sombre, peut être observé sur certains panneaux) – c’est le type de silicium le plus efficace, car il est aussi le type le plus pur ce qui lui permet d’avoir des capacités semi-conductrices plus élevées. Mais il faut noter que c’est aussi le plus onéreux.
• Le silicium polycristallin : c’est une version non cristallisée, moins utilisée car moins efficace que les deux formes de silicium précédentes.

On ne trouve pas ces différentes formes dans un même panneau solaire car elles ne fonctionnent pas ensemble.

Comment est fabriqué un panneau solaire thermique ?

Un panneau solaire thermique est un système qui capte la lumière du soleil pour la convertir en chaleur (et non en électricité, comme le fait un panneau photovoltaïque).

Voici les différentes étapes de fabrication d’un panneau solaire thermique fait maison :

1. Il faut d’abord rassembler les éléments suivants : une grille arrière de réfrigérateur dotée de tuyaux, une planche en bois, de petites équerres, une feuille d’aluminium, des morceaux de bois, des tuyaux du diamètre des tuyaux de la grille, une vitre, des vis, du ruban adhésif et de l’eau
2. Il faut commencer par fabriquer un cadre de la taille de la grille du frigo : cela va permettre de bien délimiter et consolider le panneau.
3. Ensuite, il faut déposer la feuille d’aluminium sur la planche en bois, puis ajuster le cadre, pour enfin poser la grille de frigo en faisant passer ses 2 tuyaux de sortie à travers le cadre
4. Il s’agit à présent de fixer le tout avec du ruban adhésif, en prenant garde à bien colmater tous les trous.
5. Enfin, il faut placer les tuyaux sur les sorties de la grille et fixer celle-ci au fond du cadre avec de l'adhésif et placer la vitre au-dessus, le principe étant de créer une petite serre qui va chauffer l'eau circulant dans les tuyaux de la grille.

Quels sont les matériaux d’un panneau solaire thermique ? 

Un panneau solaire thermique est composé de différents éléments :

• Une surface absorbante : c’est elle qui capte les rayons du soleil.
• Un fluide caloporteur : il s’agit d’un liquide, souvent un mélange d’eau et d’antigel, qui a la propriété de transporter la chaleur. La surface absorbante est en contact avec ce fluide, et lui transmet la chaleur du soleil.
• Une vitre : elle permet de créer un effet de serre et de maximiser la production de chaleur. 
• Des tubes sous vide : le fait qu’il n’y ait pas d’air dans les tubes permet d’éviter les pertes de chaleur.

Si la composition des panneaux solaires est complexe, elle n’est pas si difficile à comprendre ! Ce qu’il faut retenir, c’est que les composants de ces panneaux ont pour fonction de capter, transporter et convertir la lumière du soleil en électricité ou en chaleur.

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