Panneaux Solaires sous le soleil
Les panneaux Solaires ou panneaux Photovoltaïques sous le soleil sont capables de créer un courant électrique.
Et cela grâce à l’énergie qu’ils reçoivent du soleil sous forme d’ondes électromagnétiques appelées photons.
Pour cela ils possèdent des composants électroniques : cellules associées en série ou en parallèle.
Les cellules photovoltaïques des panneaux photovoltaïques sont fabriqués avec un matériau dit « semi-conducteur » qui la plupart du temps est du silicium.
Le silicium pur est utilisé dans les filières du photovoltaïque (90 %) et de l’électronique (10 %).
Cela engendre des problèmes d’approvisionnement sur le marché mondial.
Par contre cela incite à trouver de nouveaux matériaux pour la fabrication des panneaux Solaires.
Des recherches s’effectuent sur les cellules photovoltaïques organiques, à base notamment de polymères qui devraient les rendre plus souples, plus légères et moins chères.
1° génération de cellules de types au silicium
Le silicium est de différentes natures dans les cellules photovoltaïques (photovoltaïques cristallines (sc-Si et mc-Si).
Et il est principalement : amorphe, monocristallin ou polycristallin.
On distingue ainsi différentes cellules.
En silicium amorphe
On la trouve par exemple sur l’écran de nos calculatrices. De faible éclairement, c’est aussi celle ayant le moins bon rendement (moins de 10%).
Cette cellule en silicium amorphe utilise la technologie des « couches minces ».
Cela consiste à déposer une fine couche d’un matériau sur un substrat (verre, acier inoxydable, plastique…).
En silicium monocristallin
Elle est obtenue par un refroidissement tel, que le silicium se solidifie en un seul bloc.
Les cellules, de couleur bleue uniforme, ont le meilleur rendement (15% environ).
En silicium polycristallin
De couleur bleue non uniforme, elle est obtenue avec un refroidissement plus lent ce qui laisse apparaître plusieurs cristaux dans la matière.
Le rendement de la cellule en silicium polycristallin est intermédiaire, environ 10%.
Les deux types de modules cristallins, dits aussi de première génération, représentent 90 % du marché photovoltaïque actuel.
Cette première génération de cellules photovoltaïques nécessite aussi de l’argent pour les connecteurs électriques.
2° génération de cellules
Ce qui caractérise les cellules dites de 2° génération, c’est leur épaisseur.
Plus minces, les cellules de 2° génération nécessitent moins de matériaux semi – conducteurs.
Elles sont donc aussi moins coûteuses.
La technique consiste à déposer directement la couche de semi-conducteur sur un substrat comme du verre ou du plastique.
Le plastique reste à bannir de notre planète bien évidemment.
Grâce à cette nouvelle technique, les cellules photovoltaïques de deuxième génération ne font plus que quelques micromètres d’épaisseur (entre 200 et 350 µm).
Cela permet de les rendre aussi plus souples et plus légères.
Elles possèdent une zone d’absorption de quelques micromètres d’épaisseur et fonctionnent selon le même principe que les technologies de cellules cristallines.
Ce procédé permet surtout de faire face à la pénurie commencée en 2016 des Wafers.
Il s’agit des plaquettes de silicium indispensables à la fabrication de la grande majorité des puces électroniques.
Dans la gamme de ces cellules de 2° génération, on distingue différentes matières :
- disélénium de cuivre indium (CIS),
- silicium amorphe (a-Si),
- tellure de cadnium (cdTE),
- CIGS (cuivre, indium, gallium et sélénium et
- CZTS (copper zinc tin sulfide, sulfure de cuivre-zinc-étain en français)
Cela entraine des tensions sur les approvisionnements en métaux rares et stratégiques.
3° génération de panneaux : OPV (organic photovoltaics)
Le solaire photovoltaïque de 3° génération (OPV), en développement, sera une innovation décisive pour le développement durable en tant que panneaux organiques ou OPV (organic photovoltaics) .
On n’ose y croire.
La technique se résume au dépôt de couches d’encres organiques sur une pellicule plastique souple.
On utilise pour cela la technique de l’électronique imprimée à température ambiante.
Cela permet ainsi de disposer de panneaux photovoltaïques producteurs d’énergie bon marché, écologiques et à toutes les tailles.
L’un des atouts de cette nouvelle génération de panneaux photovoltaïques réside aussi dans son support en plastique.
Souple et léger, ce panneau photovoltaïque peut aussi s’utiliser sur des surfaces difficilement atteignables dans le cas des deux premières générations de panneaux.
C’est le cas avec la voiture électrique solaire.
Son autre atout, et pas des moindres, est également son coût.
Il ne nécessite que des imprimantes thermiques ou à jet d’encre pour déposer l’encre organique sur la pellicule.
Météo
Contrairement à une idée répandue, les panneaux solaires ne fonctionnent pas uniquement sous le soleil en été et en fonction du climat.
En effet, les panneaux solaires photovoltaïques fonctionnent aussi avec les rayons diffus quand le ciel est nuageux.
La lumière du soleil perçant à travers les nuages suffit pour les panneaux photovoltaiques.
A l’inverse d’ailleurs, les fortes chaleurs influent sur le rendement des panneaux solaires
En effet, elles interférent dans le processus de conversion de la lumière en énergie.
De même, les panneaux solaires photovoltaïques fonctionnent très bien par temps gris et froid.
Les températures glaciales n’influent pas non plus sur la rentabilité de votre matériel solaire.
Investissement écologique
Investir dans des panneaux solaires est un investissement responsable et durable.
En effet, le rendement des panneaux photovoltaïques est meilleur que celui des pales des éoliennes pour un particulier.
Le rendement moyen d’un panneau solaire varie ainsi de 7 % à 22 %.
Par contre, il faut noter qu’en terme de rendement, les panneaux classiques (sans verre teinté) offrent le meilleur rendement.
Le rendement d’une panneau classique atteint 380 kwh.
A l’inverse un panneau avec une teinte verte n’offre qu’un rendement de 300 kwh.
Made in china
En 2022, la Chine a augmenté sa production et elle exportait l’équivalent de 154 GW de panneaux solaires pour un montant de 52 milliards de dollars.
La Chine a fourni l’Europe avec plus de 55 % de sa production.
La raison en est simple le coût de ses modules est plus de la moitié moins cher.
La Chine est la plus compétitive pour la fabrication des wafers indispensables pour les panneaux photovoltaiques.
Pour réussir, la Chine a injecté environ 50 milliards de dollars pour construire des énormes usines de fabrication en 10 ans.
En 2022, elle a déployé plus la moitié des énergies renouvelables mondiales.
Dans le désert de Kubiqi (Mongolie intérieure), la Chine a investi 11 milliards d’euros pour construire le plus grand parc photovoltaïque et éolien du monde.
C’est cela la transition énergétique et écologique sans tergiversations politiques.
Article : P. du Chélas
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Dans le recyclage des panneaux solaires, le plastique qui représente 80 % des éléments, est la seule matière qui ne soit pas recyclée.
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Photo : pixhere.com
