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Quelle est la composition d’un panneau solaire ?

Le panneau photovoltaïque est rentré dans les mœurs depuis des années maintenant, mais il n’est pas inutile de rappeler quelques notions importantes.

Tout d’abord, quand on parle de panneau solaire, il faut bien distinguer le panneau solaire thermique et le panneau solaire photovoltaïque. Tous deux collectent l’énergie du soleil, mais pas sous la même forme. On récupère de la chaleur grâce au premier et de l’électricité grâce au deuxième.

Voici à quoi ressemblent les modèles les plus classiques :

 

solarpanel_thermal
panneau solaire thermique

 

 

 

solarpanel_poly
panneau solaire photovoltaïque

 

Nous allons nous concentrer dans cet article sur le module photovoltaïque, qui ne permet pas de récupérer d’énergie thermique.

Vous avez bien dit « photovoltaïque » ?

Ce terme scientifique est en fait utilisé pour tout matériau qui peut convertir de la lumière en électricité. « Photo » fait référence aux photons dont est composée la lumière, et « voltaïque » fait référence au voltage créé.
(à ne pas confondre avec le terme « photoélectrique », qui est un phénomène physique différent)

 

Quels sont les éléments principaux du panneau photovoltaïque ?

 

  • La cellule photovoltaïque

    solarcell1Élément clé du panneau, c’est elle qui produit l’électricité. Sa taille est variable, mais la plus commune fait 15,6*15,6 cm. Avec une épaisseur inférieure au millimètre et composée principalement de Silicium (comme le verre), c’est une pièce très fragile.
    Dans un panneau classique de 250 Watts il y a, par exemple, 60 cellules reliées les unes aux autres en série.

     

  • La vitre de protection frontale

    La protection sur la face avant du panneau doit suivre plusieurs critères :
    –  Protéger efficacement les cellules des intempéries, notamment de la grêle
    –  Laisser passer un maximum de lumière pour les cellules
    –  Résister aux rayonnement UV sur le long terme

Ces matériaux doivent donc avoir des propriétés :
–  mécaniques (résistance aux chocs)
–  optiques (haute transparence)
–  chimiques (résistance à l’humidité et aux UV)
On trouve dans le commerce plusieurs exemples de produits qui correspondent à ces critères:
–  le plexiglass
–  le verre trempé
–  le polycarbonate

Dans un panneau, cette vitre fait en général entre 2 et 4 mm d’épaisseur .

 

  • Le revêtement arrière

Afin d’isoler la face arrière, on utilise un plastique avec le même genre de propriétés que pour la face avant, à la différence qu’il n’a pas besoin d’être, ni transparent, ni aussi résistant aux chocs.
Le polymère utilisé dans la plupart des panneaux est le Tedlar (un plastique breveté).
Tedlar

Son épaisseur est d’environ 1-2 mm.

 

  • Le cadre métallique

    Un cadre autour du panneau permet d’obtenir une structure finale rigide que l’on peut fixer sur différents supports (sur des rails en général).

    On utilise de l’aluminium pour les raisons suivantes:
    –  Léger
    –  Résistant mécaniquement
    –  Résistant chimiquement (une fois la couche d’aluminium extérieure oxydée)

 

Voilà donc dans les grandes lignes de quoi est composé un panneau photovoltaïque.

Mais attention ! Il y a d’autres éléments particuliers dont n’avons pas parlé ici dans un soucis de simplicité.
Voici ces éléments:
–  La boite de jonction (à l’arrière)
–  Les diodes by-pass
–  L’encapsulant des cellules
–  Les « fils plats » (pour souder les cellules entre elles)
–  Les câbles de sortie du courant
–  Les connecteurs MC4 (au bout des câbles de sortie)

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