Le système solaire affecte l’électricité

 

Systèmes d’énergie solaire et électricité

L’énergie solaire est convertie en électricité à l’aide de cellules photovoltaïques.
Les cellules solaires ou cellules photovoltaïques (PV) sont des dispositifs non mécaniques qui utilisent le soleil pour produire de l’électricité. Certaines cellules photovoltaïques peuvent générer de l’électricité à partir de la lumière artificielle.

L’énergie solaire est transportée par des photons.

Les photons, ou particules d’énergie solaire, composent la lumière du soleil. Les énergies de ces photons, qui correspondent aux différentes longueurs d’onde du spectre solaire, varient.

Un semi-conducteur est utilisé pour construire une cellule photovoltaïque. Les photons peuvent rebondir sur une cellule photovoltaïque, traverser la cellule ou être absorbés par le matériau semi-conducteur lorsqu’ils frappent la cellule. Seuls les photons absorbés ont l’énergie nécessaire pour produire de l’électricité. Les électrons sont éjectés des atomes de la substance lorsque le matériau semi-conducteur absorbe suffisamment d’énergie solaire. La surface avant de la cellule est spécialement traitée pendant la fabrication pour la rendre plus sensible aux électrons libérés ou délogés, provoquant la migration spontanée des électrons vers la surface de la cellule.

Le flux d’électricité

Un déséquilibre de charge électrique entre les surfaces avant et arrière de la cellule est produit par le passage d’électrons, chacun portant une charge négative, vers cette surface. Le résultat de ce déséquilibre est un potentiel de tension qui ressemble aux bornes positives et négatives d’une batterie. Les électrons sont absorbés par des conducteurs électriques sur la cellule. L’électricité circule dans un circuit électrique lorsque les conducteurs sont reliés à une charge externe, telle qu’une batterie.
Selon le type de technologie solaire utilisé, l’efficacité du système photovoltaïque varie.

Exploitation d’installations photovoltaïques

Le bloc de construction fondamental d’un système PV est la cellule PV. La largeur d’une seule cellule peut varier d’environ 0,5 pouce à près de 4 pouces. Cependant, une cellule ne peut générer que 1 ou 2 watts d’électricité, ce qui n’est suffisant que pour quelques petits appareils comme les calculatrices ou les montres-bracelets.

Les modules ou panneaux photovoltaïques emballés et étanches aux intempéries contiennent des connexions électriques pour les cellules photovoltaïques. La taille et la quantité d’électricité que chaque module photovoltaïque peut générer varient. La capacité d’un module photovoltaïque à générer de l’énergie augmente à mesure que sa surface ou son nombre de cellules augmente. Un réseau PV peut être créé en regroupant des modules PV. Un panneau PV peut avoir aussi peu que deux modules PV ou jusqu’à des centaines. La quantité totale d’électricité qu’un panneau photovoltaïque peut produire dépend du nombre de modules photovoltaïques assemblés.

L’électricité est produite en courant continu (CC) par des cellules photovoltaïques. Les batteries qui alimentent les appareils qui utilisent de l’électricité en courant continu peuvent être chargées à l’aide de cette alimentation CC. Dans les réseaux de transport et de distribution, presque toute l’énergie est fournie sous forme de courant alternatif (CA). Sur les modules photovoltaïques ou dans les réseaux, des onduleurs sont utilisés pour convertir l’électricité CC en électricité CA.

La majeure partie de l’électricité sera générée par les cellules et les modules photovoltaïques lorsqu’ils sont directement face au soleil. Les systèmes de suivi peuvent être utilisés avec des modules photovoltaïques et des réseaux pour faire pivoter les modules afin qu’ils soient toujours face au soleil, mais ils sont coûteux. La majorité des systèmes photovoltaïques ont leurs modules fixés en place, orientés exactement au sud (dans l’hémisphère nord) ou directement au nord (dans l’hémisphère sud), et à un angle qui maximise les performances physiques et financières du système.

Utilisations des installations photovoltaïques

Les calculatrices et les montres-bracelets sont alimentées par les plus petits systèmes photovoltaïques. Les grands systèmes peuvent produire de l’électricité pour une seule maison ou entreprise, pour alimenter des équipements de communication, pour pomper de l’eau ou pour alimenter d’énormes réseaux pouvant offrir de l’électricité à des milliers d’utilisateurs d’électricité.

Parmi les avantages des systèmes photovoltaïques, citons:

L’énergie des systèmes photovoltaïques peut être envoyée à un réseau électrique ainsi qu’à des endroits où il n’y a pas de lignes électriques pour la distribution d’électricité.
Les panneaux photovoltaïques peuvent être de n’importe quelle taille et sont facilement érigés.
Les systèmes photovoltaïques montés sur les bâtiments ont un impact négligeable sur l’environnement.