Sommaire
Chaque année, l’arrivée de la facture d’électricité suscite une pointe d’anxiété dans de nombreux foyers. Les prix de l’électricité ne cessent de grimper, pesant de plus en plus lourdement sur le budget familial. Face à cette hausse inquiétante, beaucoup se demande s’il existe une alternative viable et accessible. C’est là que l’énergie solaire entre en jeu. Explorant ensemble le fonctionnement du panneau solaire, son efficacité en tant qu’alternative énergétique et son potentiel à inverser la tendance de la hausse des prix de l’électricité.
Les cellules photovoltaïques , comment ça fonctionne ?
Les cellules photovoltaïques, éléments fondamentaux des panneaux solaires, sont principalement fabriquées à partir de silicium, un matériau semi-conducteur largement utilisé dans l’industrie électronique pour sa capacité à conduire l’électricité de manière sélective.
Matière première essentielle : le Silicium
Le silicium se forme par des processus géologiques à partir de réactions chimiques impliquant des composées silicatés dans les roches et les minéraux.
Il est extrait des gisements de sable et de quartz par des opérations minières. Le sable, principalement composé de dioxyde de silicium (SiO2), est une source majeure de silicium pour l’industrie.
Après l’extraction, le silicium brut est purifié pour éliminer les impuretés et produire du silicium de haute pureté. Ce silicium purifié est ensuite transformé en lingots de silicium cristallin par fusion et cristallisation contrôlées.
Ces lingots sont ensuite découpés en fines tranches pour former les cellules photovoltaïques des panneaux solaires.
Silicium cristallin ou amorphe ?
Dans la fabrication des panneaux solaires, on retrouve deux types de Silicium : cristallin ou amorphe.
Panneau solaire en silicium monocristallin
Le silicium monocristallin est fabriqué à partir de lingots de silicium pur, dans lequel la structure cristalline est uniforme et continue. Cela donne aux cellules solaires monocristallin une apparence homogène et une efficacité élevée. Cependant cette pureté est une option coûteuse à produire.
Cellule solaire en silicium polycristallin
Le silicium polycristallin est produit à partir de silicium brut non épuré, fondu et refroidi, créant une structure cristalline composée de plusieurs cristaux de tailles différentes. Bien que moins efficaces que les cellules monocristallines, les cellules polycristallines sont plus faciles et moins coûteuses à produire en raison de leur processus de fabrication moins contraignant.
Silicium amorphe pour panneau solaire
Le Silicium amorphe , également appelé silicium non cristallin, est constitué d’une structure atomique désordonnée contrairement au silicium cristallin. Le silicium amorphe est produit en déposant de fine particule de silicium sur un substrat de verre ou de plastique. Bien que ses performances légèrement inférieures à celles du silicium cristallin, il offre des avantages en termes de coût, de flexibilité et de la légèreté.
Comparaison des deux types de silicium pour panneau solaire
Le choix entre le silicium cristallin et amorphe dépend des besoins spécifiques du projet, tels que les facteurs de rendement, de coût, de poids et de flexibilité nécessaire.
Au niveau de l’efficacité, les cellules solaires monocristallines ont un rendement plus élevé que les cellules polycristallines en raison de leur structure cristalline plus uniforme.
Composition structurelle de la cellule photovoltaïque
Une cellule photovoltaïque est composée de plusieurs couches de matériaux semi-conducteurs, généralement disposée en sandwich. Lorsque la lumière du soleil atteint la surface des cellules photovoltaïques, les photons de lumière sont absorbés par les atomes de silicium.
L’absorption de la lumière excite les électrons dans le silicium, leur donnant suffisamment d’énergie pour se déplacer et quitter leur orbite autour du noyau atomique. La disposition spécifique des couches de silicium dans la cellule crée un champ électrique à travers laquelle les électrons sont forcés de circuler dans une direction spécifique.
Les électrons excités sont alors dirigés vers les fils conducteurs métalliques inférieurs de la cellule, générant ainsi un courant électrique continu, la source d’électricité.
Qu’est-ce qu’un onduleur ?
Un onduleur est un dispositif électronique utilisé pour convertir le courant continu provenant des panneaux solaires en courant alternatif de tension et de fréquence appropriées pour alimenter les appareils électriques domestiques ou industriels.
Comment fonctionne un onduleur ?
Dans un premier temps, l’onduleur reçoit le courant continu (CC) des panneaux solaires. Ce courant est souvent fluctuant, son intensité varie. L’onduleur stabilise le courant à l’aide de diodes ou des ponts de diodes. Ces dispositifs transforment le courant fluctuant en courant continu, constant et régulier. Ensuite, l’onduleur convertit ce courant continu régulier en courant alternatif (CA). Pour ce faire, il utilise des transistors ou des thyristors. Ces composants contrôlent la polarité et la fréquence du courant, ce qui permet de produire un courant alternatif régulier et stable, similaire à celui fourni par le réseau électrique domestique.
Micro-Onduleur
Comparé à l’onduleur centralisé installé en un seul point, un micro-onduleur est attaché à chaque panneau solaire individuellement. Chaque micro-onduleur fonctionne de manière autonome. Ainsi, si un panneau solaire est partiellement ombragé ou exposé à des conditions de luminosité différentes, seuls les panneaux concernés voient leur performance affectée. Cela permet une optimisation de la production d’électricité et une meilleure résistance aux perturbations.
Connexion des panneaux en série ou en parallèle ?
Lors de la création d’un système photovoltaïque, les cellules photovoltaïques sont connectées entre elles pour former des chaînes. Selon la configuration spécifique du système, ces connexions peuvent être réalisées en série ou en parallèle.
Installation de panneaux solaires en série
Lorsque les cellules sont connectées en série, le courant électrique traverse chaque cellule l’une après l’autre, de sorte que la tension de chaque cellule s’additionne. Cela permet d’obtenir une tension totale plus élevée tout en maintenant le même courant électrique à travers toute la chaîne.
Comme la tension de chaque cellule s’additionne, la connexion en série permet d’obtenir une tension élevée, ce qui est utile pour les systèmes nécessitant une tension haute pour fonctionner efficacement.
Autre avantage, la connexion en série ne nécessite pas autant de câblage.
Un seul inconvénient : si une cellule est ombragée ou défectueuse, cela affecte les performances de toute la chaîne, car le courant ne peut contourner cette cellule.
Installation de panneaux en parallèle
Pour des cellules connectées en parallèle, toutes les cellules sont connectées ensemble. Les côtés positifs entre eux et les côtés négatifs entre eux. Chaque cellule maintient une tension constante, et le courant total est la somme des courants produits par les cellules.
Dans cette configuration, si une cellule est défectueuse ou ombragée, cela n’affecte pas les performances des autres cellules. La fiabilité du système global en est améliorée. Par contre, l’installation est plus coûteuse (plus de câbles) et plus compliquée.
Le choix entre les deux dépend des besoins spécifiques du système et des conditions environnementales. Nous vous conseillons de consulter un professionnel qualifié pour déterminer la meilleure configuration pour votre installation photovoltaïque.
Pourquoi choisir l’autoconsommation solaire ?
Depuis 2017, la prime à l’autoconsommation photovoltaïque encourage les particuliers tout comme les professionnels à produire leur propre électricité. Elle est versée en une seule fois un an après la mise en service. Sauf dans le cas des installations de plus de 9kWc qui bénéficieront d’un versement de 80% du montant puis de 5% par an pendant 4 ans.
En 2024 l’aide varie entre 300€ /kWc pour les installations inférieures à 3 kWc, à 100€/kWc pour les installations inférieures à 100kWc. Au-delà de 100 kWc, l’installation ne permet pas d’obtenir d’aides.
Comment obtenir l’aide à l’autoconsommation?
Aucune démarche n’est nécessaire de votre part. Lors du raccordement de votre installation photovoltaïque, après validation de votre dossier complet et de votre éligibilité, le montant de la prime sera calculé et fixé.
Contrairement aux variations trimestrielles des tarifs de rachat, ce montant restera constant. Seuls les panneaux photovoltaïques installés sur une toiture sont éligibles à cette aide. Elle sera versée par l’opérateur avec lequel vous signerez le contrat de rachat d’électricité durant la première année.
Une autre obligation est que cette installation soit réalisée par un installateur qualifié et certifié par un organisme agréé par l’État.
Exonération d’impôt sur la revente d’électricité solaire
Pour bénéficier de l’exonération d’impôt sur le revenu pour la vente du surplus d’électricité, l’installation photovoltaïque doit avoir une puissance inférieure à 3kWc.
L’installation est raccordée au réseau public en deux points au plus. Celle-ci n’est pas dédiée à l’exercice d’une activité professionnelle, d’une activité commerciale d’électricité, mais uniquement domestique.
Les démarches administratives avant l’installation de panneaux solaires
L’autorisation d’urbanisme, tel que la déclaration préalable de travaux en mairie est obligatoire avant toute installation de panneaux solaires sur votre propriété.
Selon le type de logement, sa localisation et le type d’installation photovoltaïque prévue, les demandes varient.
Pour une construction neuve, la demande doit être intégrée au permis de construire.
Pour une installation de panneaux solaires au sol, une demande d’urbanisme n’est pas nécessaire si la puissance est inférieure à 3kW.
Demande de travaux préalable (DP)
La demande de travaux préalable est téléchargeable en ligne sous le format CERFA 13703*07 . Ce formulaire doit être accompagné de pièces complémentaires telles que le plan de masse de l’implantation des panneaux, les plans de façades et des toitures de la maison, une simulation de l’aspect de votre toiture une fois les panneaux installés, ainsi qu’une représentation du projet dans son environnement.
Une fois complété, le dossier doit être déposé en mairie ou envoyé en recommandé avec accusé de réception. Le délai d’examen de la demande de travaux préalable est généralement d’un mois à compter de la date du récépissé de dépôt (ou de deux mois dans le cas d’un site classé). Si aucune réponse n’est reçue dans ce délai, votre demande est considérée comme tacitement acceptée.
Quelquefois la mairie peut demander des pièces supplémentaires pour compléter votre demande. Dans ce cas, le demandeur dispose généralement de 2 mois pour y répondre. Passé ce délai, la demande est considérée comme tacitement acceptées.
Weyland Energies vous accompagne dans vos démarches administratives. Une équipe d’experts qualifiés à votre écoute pour vous faire bénéficier de leur savoir-faire pour une installation rapide et facilité de votre système photovoltaïque.
Consultez également notre post pour en savoir plus sur l’électricité verte produite par les panneaux photovoltaïques.
