Histoire et fonctionnement des panneaux solaires

Ces dernières années, la production d’électricité solaire a gravi les échelons par rapport aux autres types de production d’électricité. Il y a dix ans, les panneaux solaires étaient exclusivement utilisés par les entreprises ou les ménages ayant une économie domestique élevée. Aujourd’hui, de plus en plus de personnes optent pour ce type d’éclairage dans leur maison.

L’utilisation des énergies renouvelables est une nécessité si nous voulons atteindre les objectifs de développement durable (ODD) de l’Agenda 2030 et parvenir à des émissions nulles d’ici 2050. Tout cela, dans le but de ralentir la progression du changement climatique et, par conséquent, l’augmentation de la température globale de la Terre.

Selon les Perspectives des énergies nouvelles (NEO) 2018 de Bloomerang New Energy Finance (BNFE), le rôle des énergies éolienne et solaire est de plus en plus important. “En 2050, les technologies éoliennes et solaires fourniront 48 % de l’électricité totale. Alors que l’hydroélectricité, le nucléaire et les autres énergies renouvelables fourniront 23 % de l’électricité sans émissions”, expliquent-ils.

Mais ce n’est pas tout, l’Espagne se classe au troisième rang des principaux marchés solaires, derrière l’Allemagne et les Pays-Bas, comme l’indique Solar Power Europe. Par ailleurs, malgré la pandémie COVID-19, 596 mégawatts (MW) de capacité photovoltaïque pour l’autoconsommation ont été installés en 2020, soit une augmentation de 30 % par rapport à 2019.

La société est de plus en plus consciente de l’importance de produire une énergie propre et verte pour notre avenir et celui des générations futures. L’éclairage solaire est à la portée de tous, “les gens optent de plus en plus pour des produits solaires pour illuminer et décorer leurs extérieurs”, explique Javier Zorrilla, PDG d’Arteconfort. Selon les chiffres compilés par l’entreprise, plus de 330 000 unités de lampes solaires de la marque ont été vendues en 2020.

Dans cet article, nous vous expliquons tout ce que vous devez savoir pour vous lancer dans le monde de l’énergie solaire.

On nous a appris à l’école que l’une des principales caractéristiques de la science est qu’elle est collaborative, et l’émergence des panneaux solaires en est un exemple. Le premier à apparaître sur la scène fut Edmund Becquerel, en 1839, avec la découverte de l’effet photovoltaïque, alors qu’il expérimentait une cellule constituée d’électrodes métalliques dans une solution conductrice. Il s’est rendu compte que la cellule produisait plus d’énergie lorsqu’elle était exposée à la lumière du soleil.

À sa suite, en 1873, Willoughby a découvert que le sélénium pouvait fonctionner comme photoconducteur. Trois ans plus tard, William Grylls et Richad Evans ont appliqué au sélénium le principe photovoltaïque découvert par Becquerel. Les deux hommes ont réalisé que l’élément chimique avait la capacité de générer de l’électricité lorsqu’il était exposé à la lumière.

Ce n’est que cinquante ans plus tard que Charles Fritz a créé la première cellule solaire fonctionnelle au sélénium. Il s’agirait du principal précurseur des cellules solaires actuelles, puisque les cellules des panneaux solaires actuels sont faites de silicium. Une percée a été réalisée aux Laboratoires Bell en 1954, où Daryl Chapin, Calvin Fuller et Gerald Pearson ont fabriqué une cellule solaire à partir de silicium.

La première utilisation pratique de cette découverte des cellules photovoltaïques a eu lieu dans les deux premiers satellites géostationnaires de l’Union soviétique (URSS) et des États-Unis (US).

Pour en revenir à l’actualité, l’utilisation de panneaux solaires a atteint des niveaux record en Europe cet été. Pour la première fois, la production d’énergie solaire a atteint une moyenne de 10 % dans les pays de l’Union européenne (UE) en juin et juillet, selon le groupe de réflexion Ember.

Avant d’acheter un produit solaire, il est conseillé de connaître les types de panneaux solaires qui existent aujourd’hui afin de faire un bon choix. Comme indiqué plus haut, les panneaux solaires actuels sont fabriqués à partir de silicium, le deuxième élément le plus abondant de la croûte terrestre, qui est exploité. Le processus de transformation du minéral donne naissance au silicium monocristallin et polycristallin.

Pour comprendre le fonctionnement des panneaux solaires, il faut d’abord savoir comment ils sont fabriqués :

1. L’étape clé consiste à collecter le silicium dans une mine, puis à le purifier.
2. Une fois le matériau purifié, il est fondu dans des creusets et on obtient des lingots, qui peuvent être carrés, si l’on veut du silicium polycristallin, ou cylindriques, si l’on veut du silicium monocristallin.
3. Ces lingots sont découpés en fines feuilles, pour obtenir les wafers, le substrat où se déroulent les différents processus chimiques jusqu’à l’obtention des cellules.
4. Une fois que nous disposons de la cellule solaire, caractérisée par le fait qu’elle est plus fine qu’une coquille d’œuf, son assemblage doit être réalisé par des machines très spécifiques qui traitent le matériau avec la délicatesse qu’il requiert.
5. Enfin, on obtient le module solaire, qui est un ensemble de cellules assemblées et connectées les unes aux autres.

À cet égard, les panneaux monocristallins se caractérisent par une efficacité énergétique élevée, avec un rendement pouvant atteindre 24 %. Ils sont plus lents à fabriquer et légèrement plus efficaces. Nous pouvons distinguer ce type de panneau par sa couleur noire et ses coins biseautés. Comme il s’agit d’un panneau plus coûteux, il est généralement destiné à un usage professionnel.

Les panneaux polycristallins, en revanche, chauffent plus rapidement et sont moins chers et plus rapides à fabriquer, ce qui en fait un type de panneau destiné à un usage domestique. Il se caractérise par son rendement élevé, atteignant 19 % d’efficacité, et se distingue par ses coins à angle droit et sa couleur bleue.

En outre, lors du choix d’un panneau solaire, il faut tenir compte du type d’encapsulation du panneau, c’est-à-dire de son revêtement, et des batteries à alimenter.

Le fonctionnement d’un panneau solaire suscite souvent la curiosité de la population, c’est pourquoi nous expliquons de manière simplifiée en quoi il consiste. Tout d’abord, lorsque les rayons du soleil frappent la plaque, les cellules solaires sont chargées de transformer la lumière du soleil en électricité.

Pour ce faire, ces cellules sont mélangées à des matériaux tels que le bore ou le phosphore pour former deux parties : une avec des électrons positifs et une avec des électrons négatifs. Une fois la cellule exposée au soleil, les photons, particules porteuses de lumière visible, déplacent les électrons de la zone où il y a un excès de charge négative vers la partie où il y en a un manque.

Au fur et à mesure que les photons libèrent des électrons, une plus grande quantité d’électricité est produite. Les électrons qui n’ont pas été utilisés sont renvoyés au panneau, ce qui donne lieu à un processus sans fin.

Les produits solaires Arteconfort comprennent un panneau polycristallin ou monocristallin avec une encapsulation en verre ou en PET. Ces types d’encapsulation se caractérisent par leur grande efficacité et le fait qu’il s’agit d’un matériau anticorrosif.

“Nous optons pour ces deux types d’encapsulation car ce sont ceux qui offrent une plus grande durabilité dans le temps. L’utilisation de l’un ou l’autre dépend du type d’éclairage que nous souhaitons pour un produit”, explique Javier Zorilla. Par exemple, l’encapsulation du verre est utilisée pour les éclairages plus exigeants, comme c’est le cas pour la série de lampadaires PEGASO.

Mais combien puis-je économiser sur ma facture si j’utilise des luminaires solaires ? Imaginez une maison individuelle qui souhaite éclairer son jardin ou sa terrasse pendant 8 heures chaque nuit de l’année. Point remarquable, ce type de luminaire n’est pas exclusivement réservé à l’été, mais peut être utilisé 365 jours par an. À cette fin, nous avons pris en compte deux possibilités d’éclairage différentes :

Achetez deux appliques LED branchées sur le secteur (16W et 800lm), le coût des deux unités est d’environ 40 euros chacune. Il faut savoir que cette option nécessite des travaux de construction s’il n’y a pas d’installation électrique préalable à l’extérieur, plus l’augmentation de la facture d’électricité qui, compte tenu du temps d’allumage (8 heures par jour), de la puissance (16W) et du coût de l’électricité (0,17€/kWh), s’élève à 15,67€ par an (hors taxes) pour les deux appliques.

En revanche, nous pouvons opter pour l’installation de deux appliques solaires qui ne nécessitent pas de connexion au réseau électrique, car elles rechargent leur batterie avec la lumière du soleil (800 lm). Le coût des deux unités s’élèverait à environ 70€, bien qu’il nécessite un coût initial plus élevé (70 solaires – 40 appliques électriques = 30€) il serait amorti en moins de 2 ans par le coût de l’électricité de l’option traditionnelle (15,67 X 2 = 31,34€). Ce choix permet donc d’économiser de l’argent et de l’énergie au-delà de ces deux années.

En outre, il faut tenir compte du fait que les économies peuvent être plus importantes, car généralement, on n’installe pas seulement deux lampes, mais plus. Ainsi, les économies générées par l’utilisation de luminaires solaires dans nos extérieurs seront plus importantes avec l’avantage que ce type de produit peut être placé n’importe où, tant que le soleil brille directement sur le panneau solaire.

Une fois que nous disposons de toutes les informations nécessaires sur les panneaux solaires, il est temps d’acheter le produit. Chez Arteconfort nous sommes leaders dans la vente de produits solaires, vous pouvez acheter nos articles en Leroy Merlin ou Bauhaus, en choisissant ceux qui correspondent le mieux à vos besoins.