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Panneaux photovoltaïques énergie solaire

Eléments d'une installation solaire photovoltaïque

Eléments d'une installation solaire photovoltaïque

Une installation solaire photovoltaïque est une installation dont l'objectif est la production d'électricité par rayonnement solaire. C'est donc une source d'énergie renouvelable.

Les composants de ce type d'installation varieront selon qu'il s'agisse d'une centrale solaire connectée au réseau électrique ou d'une installation solaire isolée. Dans tous les cas, la différence entre les deux systèmes repose sur la gestion de l'énergie générée. Dans les installations isolées, l'énergie électrique générée peut être utilisée directement ou stockée dans des batteries solaires. Dans le cas des installations connectées au réseau, l'électricité produite est fournie au réseau électrique général pour la distribution.

Eléments communs d'une installation solaire photovoltaïque 

Malgré les différences entre les installations connectées au réseau et les installations autonomes, certains éléments communs sont communs:

  • Panneaux photovoltaïques.
  • Les inverseurs actuels.
  • Traqueurs solaires.
  • Câblage électrique

Panneau photovoltaïque  

Le panneau solaire photovoltaïque est l'élément qui capte le rayonnement solaire et est responsable de la transformation de l'énergie solaire en électricité grâce à l'effet photovoltaïque. Les panneaux photovoltaïques sont composés de cellules photovoltaïques.

installations photovoltaïques autonomes isoléesLa cellule photovoltaïque est la partie du panneau photovoltaïque chargée de transformer le rayonnement solaire en énergie électrique grâce à l'effet photovoltaïque. Le résultat est un courant électrique en courant continu.

Généralement, un module ou panneau solaire photovoltaïque est constitué d'une association de cellules photovoltaïques. Cette association est encapsulée dans deux couches entre une feuille de verre avant et une couche arrière d'un polymère thermoplastique ou d'une autre feuille de verre. La feuille de verre est utilisée lorsque vous souhaitez obtenir des modules avec un certain degré de transparence. Cet ensemble d'éléments est généralement encadré dans une structure en aluminium anodisé. L'objectif de cette structure en aluminium est d'augmenter la résistance mécanique de l'ensemble et de faciliter l'ancrage du module photovoltaïque aux structures de support.

Les cellules photovoltaïques les plus couramment utilisées dans les panneaux photovoltaïques sont le silicium et peuvent être divisées en trois sous-catégories:

  • Les cellules photovoltaïques en silicium monocristallin sont constituées d'un seul cristal de silicium. Ce type de cellules a une couleur bleu foncé uniforme.
  • Les cellules photovoltaïques en silicium polycristallin ou multicristallin sont constituées d'un ensemble de cristaux de silicium, ce qui explique pourquoi leurs performances sont légèrement inférieures à celles des cellules monocristallines.
  • Cellules de silicium amorphes. Elles sont moins efficaces que les cellules en silicium cristallin, mais également moins chères. Ce type de cellule est, par exemple, celui utilisé dans des applications telles que des calculatrices ou de petits appareils ne nécessitant pas une grande quantité d'énergie.

Onduleurs 

L'onduleur est un appareil électronique chargé de convertir le courant continu généré en courant alternatif.

Le panneau solaire photovoltaïque fournit de l'électricité sous forme de courant continu. Ce courant peut être transformé en courant alternatif au moyen de l'inverseur de courant et injecté dans le réseau électrique ou dans le réseau interne.

Le processus simplifié serait le suivant: L'énergie est générée à basse tension (380-800 V) et en courant continu. Il est transformé avec un onduleur AC en courant alternatif. Dans les centrales de moins de 100 kW, l'énergie est injectée directement dans le réseau de distribution basse tension (400 volts en triphasé ou 230 volts en monophasé). Et pour les puissances supérieures à 100 kW, un transformateur est utilisé pour augmenter l'énergie à moyenne tension (jusqu'à 36 kV) et est injecté dans les réseaux de transport pour une alimentation ultérieure.

Traqueurs solaires

installations photovoltaïques connectées au réseauLes suiveurs solaires sont des mécanismes qui guident la position des panneaux photovoltaïques en fonction de la position du Soleil afin d'augmenter leurs performances. Son utilisation est assez courante dans la production d'énergie solaire.

Les suiveurs solaires permettent une augmentation considérable de la production d'énergie solaire, d'environ 30% pour les premiers et de 6% supplémentaires pour les derniers, dans des endroits à rayonnement direct élevé.

Il existe plusieurs types de traqueurs solaires:

  • Trackers solaires à deux axes: la surface du panneau photovoltaïque est toujours perpendiculaire au soleil.
  • Suiveurs solaires sur un axe polaire: la surface du panneau solaire tourne sur un axe orienté au sud et incliné d'un angle égal à la latitude. La rotation est ajustée de sorte que la normale à la surface coïncide à tout moment avec le méridien de la Terre contenant le Soleil.
  • Trackers solaires sur un axe azimutal: la surface tourne sur un axe vertical, l'angle de la surface est constant et égal à la latitude. La rotation est ajustée de manière à ce que la normale à la surface coïncide à tout moment avec le méridien local contenant le soleil.
  • Trackers solaires sur un axe horizontal: la surface tourne sur un axe horizontal et est orientée nord-sud. La rotation est ajustée de sorte que la normale à la surface coïncide à tout moment avec le méridien de la Terre contenant le Soleil.

Câblage électrique

Le câblage électrique est l'élément qui transporte l'énergie électrique depuis sa génération pour la distribution et le transport ultérieurs. Son dimensionnement est déterminé par le critère le plus restrictif entre la différence de potentiel maximale et l'intensité maximale admissible.

Évidemment, le dimensionnement du câblage électrique est beaucoup plus grand dans le cas d'installations solaires connectées au réseau que d'installations solaires isolées. Dans le cas d'installations isolées, il suffit de transférer localement l'énergie électrique, généralement aux batteries électriques.

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    Dernier examen: 10 septembre 2019