CATALOGUE DE PRODUITS - YperSolaire

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Le principe de fonctionnement de la cellule
photovoltaïque
Les cellules photovoltaïques actuelles sont fondamentalement
constituées de silicium avec un apport (le dopage) de
bore et de phosphore en deux couches (respectivement p
et n) présentant des propriétés électriques différentes et
transformant ainsi la cellule en diode. A la différence des
diodes que l’on trouve habituellement dans les circuits électroniques
ou les redresseurs, la cellule photovoltaïque est
optimisée pour l’exploitation de la lumière incidente du soleil.
Afin d’optimiser la production, la cellule doit avoir un
maximum de surface utile. La jonction p-n se trouve juste
en dessous de la surface exposée au rayonnement solaire.
A la jonction p-n se forme un champ électrique exerçant un
effet d’aspiration sur des porteurs de charges libres (se déplaçant
dans le matériau). Les photons (paquets d’énergie
lumineuse) de la lumière solaire incidente pénètrent dans
le matériau de la cellule et produisent des porteurs charges
libres (électrons et trous) qui, séparés du champ interne,
sont dirigés vers les contacts de raccordement électrique
situés à la partie inférieure et à la surface de la cellule. Ils
sont alors disponibles pour alimenter un circuit externe.
Une tension utile de 0,5 à 0,6 Volt par cellule en résulte.
Cette tension peut être multipliée à volonté en raccordant
plusieurs cellules en série. Dans les panneaux, les cellules
sont partiellement couplées en série et en parallèle pour obtenir
des tensions de service utilisables de façon optimale.
Le taux de production des porteurs de charge libres croît
proportionnellement avec l’intensité du rayonnement solaire.
L’énergie des photons est convertie en énergie électrique
à hauteur de 15 % env., en fonction du rendement
de la cellule. Le reste échauffe la cellule photovoltaïque et
doit être dispersé dans son environnement par un processus
de transfert de chaleur. Dans des conditions de test
standard (STC : 1 000 W/m 2 , température 25 °C, masse d’air
1,5) on peut s’attendre à un courant solaire max. de 2,5 ampères
et donc d’environ 1,5 W de puissance crête par dm 2 de
surface de cellule.
En raison de leur efficacité matérielle et énergétique et par
conséquent de leur faible coût, les technologies à couches
fines présentent le potentiel le plus élevé sur le long terme.
Le marché propose actuellement trois technologies différentes
: les techniques au silicium amorphe et microcristallin,
à base CdTe et au séléniure de cuivre-indium ou sulfure
de cuivre-indium (CIS). Ces techniques en sont encore à
leurs balbutiements, mais les fabricants travaillent sans
relâche à leur développement.
Rendement d’une installation photovoltaïque
Le rendement d’une installation photovoltaïque obtenu au
cours d’une année est également appelé production solaire.
Le ratio de performance est un critère important pour
l’évaluation du rendement des installations. Avec un ratio
de performance supérieur à 80 %, on parle d’un bon rapport
entre le rendement de l’installation et l’énergie solaire
reçue. L’orientation, l’inclinaison et la situation géographique
sont des critères qui ont un impact important sur le
rendement, mais le climat, l’intensité et la durée du rayonnement
solaire doivent également être pris en compte.
Il est possible de calculer le rayonnement solaire en fonction
de l’angle d’inclinaison et de l’orientation à l’aide de
diagrammes spécifiques. En Europe centrale, le rayonnement
solaire est maximal pour une exposition plein Sud
avec un angle de 30°.
Pour obtenir un rendement élevé d’une installation, une
planification détaillée est indispensable. Il convient d’une
part, que les composants utilisés soient adaptés à chaque
projet et d’autre part, qu’un dimensionnement correct et
une implantation optimale soient respectés. En outre, les
panneaux sont continuellement soumis au vent et aux intempéries
et ils doivent fonctionner de manière irréprochable
malgré ces aléas. La qualité et la durabilité des produits
sont, pour cette raison également, des préalables
primordiaux pour un rendement satisfaisant.
Installations photovoltaïques
couplées au réseau
Structure des installations photovoltaïques
couplées au réseau
Des installations couplées au réseau sont des installations
PV raccordées au réseau de distribution public et qui l’alimentent
avec l’intégralité de l’électricité produite grâce à
l’énergie solaire. La taille de ces installations dépend de différents
facteurs : Surface de toiture ou de façade, possibilités
de financement, directives légales, etc. En Europe, la plupart
des installations privées couplées au réseau ont des
puissances comprises entre deux et dix kilowatts. Si on veut
atteindre cette gamme de puissance avec un installation sur
toit en pente, la surface nécessaire à deux kilowatts (PV) est
d’environ 18 m 2 et pour dix kilowatts, il faudra prévoir 90 m 2
environ.
Les éléments essentiels d’une installation photovoltaïque
couplée au réseau, sont constitués par des panneaux photovoltaïques,
un onduleur, un système de montage, un
dispositif de protection par coupure automatique en cas
d’anomalies sur le réseau, ainsi qu’un compteur permettant
d’enregistrer la quantité de courant injectée dans celui-ci.
Il existe deux facteurs décisifs quand à la rentabilité
d’une installation : 1. La qualité des produits mis en œuvre,
accessoires compris (p. ex. câblage). 2. L’adaptation optimale
des différents composants entre eux.
TRITEC fournit des systèmes photovoltaïques depuis 22 ans
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