Pour profiter d’une installation solaire, vous devez faire attention à son rendement. Les panneaux solaires ne captent pas la même énergie provenant du soleil et ne fournissent donc pas la même quantité d’électricité.
La méthode pour calculer le rendement d’une installation photovoltaïque n’est pas compliquée.Il y a des astuces qui vous permettront d’améliorer votre rendement. Avant tout, vous devez avoir une connaissance approfondie sur le fonctionnement des modules solaires.
Rappel sur le fonctionnement des panneaux solaires
Les panneaux solaires sont composés de cellules photovoltaïques, ils convertissent l’énergie du soleil en électricité. Présentés souvent sous la forme de module rectangulaire, ces panneaux sont composés ou fabriqués à partir d’un matériau semi-conducteur capable de transformer la lumière solaire en énergie électrique. Pour infos, les semi-conducteurs désignent une classe de matériaux qui ont une conductivité électrique.
La surface des panneaux solaires photovoltaïques est composée de cellules photovoltaïques qui sont constituées de deux couches de semi-conducteur, à savoir une couche positive et une couche négative. La couche positive est celle que vous voyez à l’extérieur.Elle est fabriquée à partir de plusieurs matériaux auxquels on ajoute du phosphore. Cet élément chimique possède un autre électron à part le silicium, c’est le matériau semi-conducteur le plus couramment utilisé dans les cellules photovoltaïques.La couche négative est composée du silicium dopé avec de l’arsenic. Ce dernier possède un électron de moins que le silicium.
Lorsque la lumière solaire frappe la cellule photovoltaïque, les photons qui la composent transmettent leurs énergies aux électrons du semi-conducteur. Les électrons se mettent en mouvement et quittent la couche positive pour rejoindre la couche négative. Ce mouvement des électrons crée le courant électrique, d’où le terme électron.
L’influence des matériaux utilisés sur le rendement des panneaux solaires
Les cellules photovoltaïques sont généralement fabriquées à partir de silicium, mais d’autres matériaux semi-conducteurs peuvent également être aussi utilisés.En fonction du type de matériaux utilisés, les panneaux solaires peuvent avoir un fort rendement ou au contraire afficher un rendement médiocre.
Le silicium monocristallin est le matériau semi-conducteur le plus couramment utilisé dans la fabrication des cellules photovoltaïques. Il est fabriqué à partir de silicium pur, qui est cristallisé pour former un seul cristal, d’où le terme monocristallin. Les panneaux monocristallins ont un rendement élevé, mais ils sont également plus chers. Les modules solaires monocristallins sont reconnaissables à leur couleur noire. Ils captent en moyenne 22% de la lumière solaire.
Le silicium polycristallin est fabriqué à partir de silicium fondu, qui est rapidement refroidi pour former de petits cristaux. Les panneaux polycristallins ont un rendement de l’ordre de 16 % environ. Cela signifie qu’ils ne convertissent qu’environ 16 % de la lumière solaire.
Les panneaux solaires amorphes ont un faible rendement. Le processus d’obtention du silicium amorphe est similaire à celui qui permet d’avoir du silicium polycristallin. Ces panneaux ne peuvent convertir que 6 % de la lumière solaire.
À côté du silicium, d’autres matériaux sont utilisés dans la fabrication des panneaux solaires :
- Le tellurure de cadmium : c’est un matériau semi-conducteur fabriqué à base de cadmium et de tellure. Il est utilisé dans les cellules photovoltaïques à faible coût et n’est pas particulièrement performant ;
- L’arséniure de gallium est faite à base de gallium et d’arsenic. Il est utilisé dans la conception des cellules photovoltaïques à haut rendement. Ces modules ont un coût élevé ;
- Le cuivre indium gallium est un condensé de cuivre, d’indium, de gallium et de silicium. Il permet d’avoir des cellules photovoltaïques à haut rendement, mais il coûte cher.
Quelles sont les différentes méthodes pour calculer le rendement d’un panneau solaire ?
Le rendement d’un panneau solaire est le rapport entre la puissance électrique produite par le panneau et l’énergie solaire incidente sur le panneau. Il s’exprime en pourcentage.
Il y a deux méthodes principales pour calculer le rendement. La première méthode est celle des cellules.Elle consiste à mesurer le rendement de chaque cellule photovoltaïque du panneau. On obtient le rendement total en additionnant les rendements des différentes cellules.
La deuxième méthode est basée sur les modules.Notons qu’elle est moins précise; car elle ne tient pas compte des variations de rendement des différentes cellules du panneau.
La formule générale pour calculer le rendement d’un panneau solaire est la suivante :
Rendement (%) = Puissance électrique produite (W) / Puissance solaire incidente (W)
Un panneau solaire qui produit 250 W d’électricité sous un éclairage de 1 000 W/m² aura un rendement de 25 %.
Rendement (%) = 250 W / 1 000 W/m² * 1 m² = 25 %
Sachez que le rendement d’un panneau solaire est influencé par plusieurs facteurs. Le premier est le type de matériau semi-conducteur utilisé. Les cellules photovoltaïques en silicium monocristallin ont un rendement plus élevé que les cellules photovoltaïques en silicium polycristallin ou en silicium amorphe.
Il y a la qualité de fabrication en deuxième position.Les panneaux solaires fabriqués avec des techniques de fabrication de haute qualité ont un rendement plus élevé. Nous avons aussi les conditions d’ensoleillement. Le rendement d’un panneau solaire est plus élevé sous un fort ensoleillement.
Rappelons que les panneaux solaires modernes ont un rendement de l’ordre de 16 à 25 %. Les chercheurs travaillent pour développer de nouveaux matériaux semi-conducteurs et des techniques de fabrication qui permettront d’augmenter encore plus le rendement des panneaux solaires.
Comment améliorer le rendement d’un panneau solaire ?
Il y a plusieurs façons d’améliorer le rendement d’un panneau solaire. Optez pour des matériaux semi-conducteurs à haut rendement.Les cellules photovoltaïques en silicium monocristallin ont un rendement plus élevé que les cellules photovoltaïques en silicium polycristallin ou en silicium amorphe. Vous devez faire attention à la qualité de la fabrication. Les panneaux solaires fabriqués avec des techniques de fabrication de haute qualité ont un rendement plus élevé. Pour éviter de mauvaises surprises, faites confiance aux marques fabriquées en France.
Vous devez également optimiser l’orientation et l’inclinaison des panneaux. Les panneaux solaires produisent plus d’électricité lorsqu’ils sont orientés vers le sud et inclinés à un angle optimal.Assurez-vous également que les panneaux sont exposés au maximum au soleil.
Ne négligez pas l’entretien des panneaux solaires. La poussière, la saleté et les débris peuvent réduire le rendement des modules photovoltaïques. Il faut les nettoyer régulièrement, au moins une fois par mois.
Quelles sont les différentes étapes pour installer des panneaux solaires chez vous pour un rendement optimal ?
Pour avoir une installation solaire à domicile et réduire votre dépendance vis-à-vis du réseau électrique national, il faut suivre ces différentes étapes :
La réalisation d’une étude de faisabilité
La première étape consiste à réaliser une étude de faisabilité pour déterminer si l’installation des panneaux solaires chez vous est possible et rentable.Cette étude comprendra une évaluation de l’ensoleillement de votre site, de votre consommation d’électricité et du coût des panneaux solaires.
La demande des devis
Si l’étude de faisabilité confirme que l’installation de panneaux solaires est possible, il est temps de demander des devis à des entreprises spécialisées.Comparez plusieurs devis pour trouver la meilleure offre.
La signature du contrat
Le contrat doit stipuler les détails de l’installation, tels que le type de panneaux solaires, la puissance de l’installation et le coût.Lisez bien le contrat avant la signature.En cas de doute, demandez conseil à votre avocat.
L’obtention des autorisations nécessaires
Il faut avertir la compagnie EDF de votre projet d’installation solaire, même si vous comptez utiliser la totalité de votre production solaire et que vous ne comptez pas passer par le réseau électrique national pour vendre votre surplus. Ne négligez pas cette étape.
L’installation proprement dite des panneaux solaires
L’installation des panneaux solaires est effectuée par une équipe de professionnels. Le processus d’installation prend généralement quelques jours. Même si vous pensez que vous pouvez y arriver vous-même, il est préférable de se confier à des professionnels.
Si toutes ces démarches vous paraissent compliquées, vous pouvez nous contacter. Nous possédons une expertise dans le domaine des installations solaires. Demandez-nous un devis dès maintenant.
