Le photovoltaique

 PHOTOVOLTAIQUE  REVENTE RESEAU - SITE ISOLE-AUTOCONSOMMATION

Saviez-vous que le potenciel d’énergie solaire reçue chaque jour sur la Terre est 15 000 fois supérieure à la consommation d’énergie quotidienne de toute  la planète ?

Par rapport à des énergies fossiles  pétrole ou gaz naturel, l'énergie solaire est  gratuite et disponible en quantité illimitée.

Le soleil est l’énergie d'aujourd'hui : il est sûr, propre et 100% écologique.

Produire de l'électricité avec les rayons du soleil 



                                       LE PHOTOVOLTAIQUE DIFFERENTES SOLUTIONS 

* LA REVENTE RESEAU/ ( EDF rachète entièrement la production électrique du producteur )

           - CONTRAT SUR 20 ANS AVEC EDF/  SOURCE DE REVENUS FIXES ET SECURISES   .

* L'AUTOCONSOMMATION/ ( EDF rachète uniquement le surplus de production) Le particulier consomme sa production en priorité (si le producteur consomme moins qu'il produit génère du surplus de production racheté par EDF ).

* L'AUTOCONSOMMATION TOTALE/ ( le producteur utilise sa production sans revendre à edf)

* LES SITES ISOLES/ ( loin du réseau erdf ,les particuliers sont obligés de passer par cette technique pour limiter les frais de raccordements erdf ,mais cela dépend du cahier des charges en consommation du particulier ).

 



             installation bacs acier                                                                              

         installation en intégration




                                                

Cellule photovoltaïque

Source wikipédia.

Une cellule photovoltaïque est un composant électronique qui, exposé à la lumière (photons), produit de l’électricité grâce à l’effet photovoltaïque qui est à l’origine du phénomène. La tension obtenue est fonction de la lumière incidente. La cellule photovoltaïque délivre une tension continue.

Les cellules photovoltaïques les plus répandues sont constituées de semi-conducteurs, principalement à base desilicium (Si) et plus rarement d’autres semi-conducteurs : séléniure de cuivre et séléniure d'indium (CuIn(Se)2 ou CuInGa(Se)2), tellurure de cadmium (CdTe), etc. Elles se présentent généralement sous la forme de fines plaques d’une dizaine de centimètres de côté, Les cellules sont souvent réunies dans des modules solaires photovoltaïques ou panneaux solaires, en fonction de la puissance recherchée


Principe de fonctionnement

Dans un semi-conducteur exposé à la lumière, un photon d'énergie suffisante arrache un électron, créant au passage un « trou ». Normalement, l'électron trouve rapidement un trou pour se replacer, et l'énergie apportée par le photon est ainsi dissipée. Le principe d'une cellule photovoltaïque est de forcer les électrons et les trous à se diriger chacun vers une face opposée du matériau au lieu de se recombiner simplement en son sein : ainsi, il apparaîtra unedifférence de potentiel et donc une tension entre les deux faces, comme dans une pile.

L'une des solutions, couramment utilisée, pour extraire sélectivement les électrons et les trous utilise un champ électrique au moyen d'une jonction PN, entre deux couches dopées respectivement P et N :

Structure d'une cellule photovoltaïque
  • La couche supérieure de la cellule est composée d'un semiconducteur dopé N2. Dans cette couche, il existe une quantité d'électrons libres supérieure à celle du matériau intrinsèque (i.e. non dopé), d'où l'appellation de dopage N, comme négatif (charge de l'électron). Le matériau reste électriquement neutre : c'est le réseau cristallin qui supporte globalement une charge positive.
  • La couche inférieure de la cellule est composée d'un semiconducteur dopé P3. Cette couche possèdera donc en moyenne une quantité d'électrons libres inférieure à celle du matériau intrinsèque (i.e. non dopé), , les électrons sont liés au réseau cristallin qui, en conséquence, est chargé positivement. La conduction électrique est assurée par des trous, positifs (P).

Cellule photovoltaïque en silicium amorphe

Le silicium lors de sa transformation, produit un gaz, qui est projeté sur une feuille de verre. La cellule est gris très foncé. C'est la cellule des calculatrices et des montres dites « solaires ».

  • Avantages :
    • fonctionne avec un éclairement faible ou diffus (même par temps couvert, y compris sous éclairage artificiel de 20 à 3000 lux),
    • un peu moins chère que les autres techniques,
    • intégration sur supports souples ou rigides.
  • Inconvénients :
    • rendement faible en plein soleil, de 5 % à 7 %6,
    • nécessité de couvrir des surfaces plus importantes que lors de l’utilisation de silicium cristallin (ratio Wc/m² plus faible, environ 60 Wc/m2)7,
    • performances qui diminuent avec le temps dans les premiers temps d'exposition à la lumière naturelle (3-6 mois), pour se stabiliser ensuite (-10 à 20 % selon la structure de la jonction).

 

Une cellule photovoltaïque à base de silicium monocristallin

Cellule photovoltaique en silicium monocristallin


Lors du refroidissement, le silicium fondu se solidifie en ne formant qu'un seul cristal de grande dimension. On découpe ensuite le cristal en fines tranches qui donneront les cellules. Ces cellules sont en général d'un bleu uniforme.

  • Avantages :
    • bon rendement, de 14 % à 16 % 6 ;
    • fonctionnement dans de très faibles conditions d'ensoleillement, même par temps nuageux et couvert8  ;
    • bon ratio Wc/m2 (~150 Wc/m2)7 ce qui permet un gain de place si nécessaire ;
    • nombre de fabricants élevé.
  • Inconvénients :
    • coût élevé.

Une cellule photovoltaïque à base de silicium multicristallin

Cellule photovoltaique en silicium multicristallin


Pendant le refroidissement du silicium dans une lingotière, il se forme plusieurs cristaux. La cellule photovoltaïque est d'aspect bleuté, mais pas uniforme, on distingue des motifs créés par les différents cristaux.

  • Avantages :
    • cellule carrée (à coins arrondis dans le cas du Si monocristallin) permettant un meilleur foisonnement dans un module,
    • bon rendement de conversion, environ 100 Wc/m2 (voire plus)7, mais cependant un peu moins bon que pour le monocristallin,
    • lingot moins cher à produire que le monocristallin.
  • Inconvénient :
    • rendement faible sous un faible éclairement ou soleil diffus

Polycristallin ou multicristallin ? On parlera ici de silicium multicristallin (réf. IEC TS 61836, vocabulaire international photovoltaïque). Le terme polycristallin est utilisé pour les couches déposées sur un substrat (petits grains).