Le photovoltaïque est un adjectif pour identifier tout ce qui a à voir avec l'énergie photovoltaïque et l'effet photovoltaïque, plus précisément. Ce concept d'énergie solaire fait référence à la production d'électricité par le soleil.
Le sens du photovoltaïque vient de la composition du photon et du volt.
Un photon est la particule qui transporte toutes les formes de rayonnement électromagnétique, y compris la lumière visible. D'un autre côté, un volt est l'unité de courant électrique. De cette façon, il est facile de déduire la relation entre la lumière visible ou le rayonnement solaire avec la génération d’énergie électrique ou d'électricité.
Nous nous référons à l'effet photovoltaïque dans tout ce qui concerne l'obtention d'énergie par l'action de la lumière. La source lumineuse la plus utilisée pour les installations photovoltaïques est celle provenant du soleil, c'est-à-dire l'énergie solaire.
Qu'est-ce que l'énergie photovoltaïque?
L'énergie solaire photovoltaïque est une méthode pour obtenir de l'énergie électrique grâce aux panneaux solaires.
C'est une énergie renouvelable. Toute la quantité d'énergie générée provient du Soleil. Pour cette raison, elle est considérée comme inépuisable. Contrairement aux combustibles fossiles, la production d'électricité n'émet pas de gaz à effet de serre.
Un panneau solaire est un ensemble de cellules photovoltaïques ou cellules solaires. Les cellules photoélectriques sont responsables de l'exploitation des rayons du soleil. Ce sont des appareils qui, lors de la réception des photons, sont excités, provoquent un saut d'électrons. Ces électrons génèrent une petite différence de potentiel.
Cette propriété est appelée effet photovoltaïque.
Effet photovoltaïque
L'effet photovoltaïque est le processus par lequel une cellule solaire convertit la lumière du soleil en électricité. Lorsque la lumière frappe la cellule, elle crée un champ électrique qui fait circuler les électrons d'un côté à l'autre de la cellule. Un électron saute d’un atome jusqu'à qu'il trouve un proton chargé positivement qui l’attire.
Comme les électrons ont une charge négative, ce flux d'électrons génère un courant électrique qui peut être utilisé pour alimenter des appareils électriques.
Types de cellules solaires
Il existe de nombreux types de panneaux photovoltaïques:
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La cellule au silicium cristallin est le type de cellule solaire le plus courant, fabriqué à partir de cristaux de silicium. Ces cellules sont très efficaces pour convertir la lumière du soleil en électricité mais sont également très coûteuses à produire.
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Un autre type de cellule solaire est la cellule à couche mince, qui est constituée d'une couche mince du silicium amorphe. L'efficacité des cellules solaires est inférieure à celle des cellules en silicium cristallin, mais fabrique des cellules à couche mince est moins chère.
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Enfin, les panneaux solaires peuvent être constitués de CIGS. C'est l'acronyme de séléniure de cuivre, d'indium et de gallium (CuInGaSe2). C'est un matériau semi-conducteur composé de cuivre, d'indium, de gallium et de sélénium avec un coût inférieur à celui de la métallurgie du silicium.
Classification et types d'énergie photovoltaïque
Les systèmes photovoltaïques sont divisés en 2 grandes familles:
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Systèmes isolés: ils ne sont connectés à aucun réseau de distribution électrique. Ces systèmes ont besoin de composants électroniques additionnels.
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Installations connectées au réseau électrique ou l’électricité produite peut être vendue.
Un cas particulier d'un système isolé est le soi-disant "hybride". Les systèmes solaires hybrides restent connectés au réseau de distribution, mais utilisent principalement leurs ressources. Ils peuvent également fonctionner avec d'autres systèmes. Par exemple: solaire thermique, éolien, même avec un générateur électrique.
Il peut arriver qu'aucune des sources ne soit disponible ou que l'accumulateur ne soit téléchargé. Dans ce cas, le système est connecté au réseau électrique.
Systèmes photovoltaïques autonomes
Il est utilisé dans des installations isolées d'autres sources d'énergie. Autrement dit, les endroits où le réseau électrique n'atteint pour aucune raison. Dans ce chaos, l'énergie photovoltaïque est une bonne solution.
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Champ photovoltaïque, destiné à collecter de l'énergie à travers des modules photovoltaïques.
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Accumulateur ou accumulateur, composé d'une ou plusieurs batteries rechargeables connectées. Les batteries permettent de conserver la charge électrique fournie par les panneaux solaires.
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Automatisation de la gestion: c'est une unité qui peut basculer automatiquement entre différentes sources renouvelables.
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Régulateur de charge. Le régulateur collecte et gère l'énergie pour la maintenir dans certaines limites de sécurité.
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Onduleur ou convertisseur CC / CA.
Les tensions les plus utilisées dans le domaine photovoltaïque sont 12 ou 24 V.
Accumulateurs
L'accumulateur est généralement constitué de monoblocs. Ils peuvent également être des éléments individuels conçus pour des charges et décharges profondes et cycliques.
Les batteries automobiles ne sont pas recommandées. Malgré son bon fonctionnement, il a une faible durée de vie. En d'autres termes, ils tolèrent moins de cycles de charge et de décharge par rapport aux accumulateurs conçus pour ce type d'utilisation.
Dans le cas d'installations à poteau ou à accumulation de hauteur, les batteries de voiture ne peuvent pas être utilisées. Toute fuite d'électrolyte peut endommager les personnes, les animaux et les biens. Par exemple, dans les systèmes d'éclairage public ou similaires.
Dans ces installations, des accumulateurs spéciaux sont utilisés dans lesquels l'électrolyte liquide est remplacé par un gel spécial.
Contrôleurs de charge électrique
Le contrôleur de charge est un appareil électronique et doit se déconnecter automatiquement dans les conditions suivantes:
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La tension fournie par les modules est inférieure au minimum des accumulateurs de charge.
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Recharge complète: dérivation du courant électrique généré directement vers l'onduleur.
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Décharge totale: la batterie est maintenant épuisée et peut être contournée vers l'onduleur.