En quoi consiste un système photovoltaïque?
Données de performance photovoltaïque © Ingo Bartussek, stock.adobe.com
Les composants les plus importants d'un système PV sont les cellules solaires, qui sont combinées en unités plus grandes, les modules solaires. Ils façonnent l'apparence de nombreux toits de maisons et consistent généralement en un cadre en aluminium dans lequel les cellules sont intégrées. Une vitre en verre empêche les composants sensibles de se salir sans bloquer la lumière solaire souhaitée.
L'ensemble des modules solaires interconnectés est également appelé générateur solaire et génère du courant continu à partir de l'énergie solaire. Un onduleur est également nécessaire pour la conversion au courant alternatif utilisé dans le réseau public. Même si le propriétaire d'un système photovoltaïque veut utiliser l'électricité lui-même, elle est généralement d'abord injectée dans le réseau électrique, à partir duquel il peut également couvrir ses propres besoins en électricité.
Système photovoltaïque - structure et composants, Cliquez sur l'image pour l'agrandir, © photo: Agence des énergies renouvelables
Un compteur d'alimentation et un compteur de consommation séparé enregistrent la quantité d'électricité qui a circulé. Si plus d'électricité est injectée que consommée, le propriétaire reçoit une rémunération pour l'excédent d'électricité de son fournisseur d'énergie. Cependant, il est également possible d'injecter l'électricité directement dans le réseau domestique et de ne transférer que l'électricité excédentaire vers le réseau public d'électricité.
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Le silicium est l'élément semi-conducteur de choix pour les types de cellules solaires les plus courants. Néanmoins, les modèles disponibles sur le marché diffèrent considérablement en termes de structure et d'efficacité. Les plus courantes sont les cellules solaires monocristallines et polycristallines ainsi que les cellules solaires à couches minces.
Structure d'une cellule solaire
Cellules solaires monocristallines
Les modèles appelés cellules solaires monocristallines ou monocristallines se caractérisent par un niveau d'efficacité comparativement élevé. Ils sont fabriqués à partir de silicium de haute pureté selon un procédé complexe et sont donc plus chers que les autres types de cellules solaires. Ils tirent leur nom du processus de fabrication spécifique. Des tiges en silicium de haute pureté avec une structure cristalline régulière sont sciées en disques. La caractéristique de ce type de cellule solaire est la surface uniformément structurée.
Cellules solaires polycristallines ou monocristallines
Cellules solaires polycristallines
Les cellules solaires poly ou multicristallines sont également en silicium. L'élément est versé en blocs et scié seulement après avoir refroidi. Au cours du processus de refroidissement, différentes formes de cristal se développent, ce qui garantit l'aspect plus léger de ces modules solaires. La production n'est pas aussi coûteuse que celle des cellules monocristallines, mais l'efficacité est moindre.
Cellules solaires polycristallines ou monocristallines: différence
Cellules solaires à couche mince
Les cellules solaires à couches minces sont fabriquées différemment des cellules solaires cristallines. Une substance photoactive est vaporisée sur une surface porteuse, c'est-à-dire que le module est produit en une seule pièce. L'efficacité est considérablement inférieure à celle des deux autres types de cellules solaires, mais il y a des économies importantes dans la production. Selon la Société allemande pour l'énergie solaire, les modules à couche mince sont également plus tolérants à l'ombrage et ils peuvent mieux utiliser une lumière faible.
Conseil: des modules plus efficaces ou une plus grande surface requise - le choix du type de cellule optimal dépend principalement de la flexibilité financière et de l'espace disponible. Lorsque vous prenez votre décision, vous devez également prendre en compte la situation actuelle concernant le montant des futures subventions PV en discussion, les fluctuations des prix des matières premières et l'état actuel de la recherche.Onduleur et réseau d'alimentation
L'onduleur convertit le courant continu généré par le générateur solaire en courant alternatif habituel sur le réseau. Il fait généralement partie d'un dispositif d'injection de réseau (NEG) qui régule l'alimentation en électricité du réseau public. En pratique, les deux termes sont souvent utilisés comme synonymes, même si un onduleur sans NEG connecté n'est utile que pour des solutions autonomes indépendantes du réseau électrique, comme en camping. En termes de fonction, le NEG est comparable à l'unité de contrôle des systèmes solaires thermiques.
Onduleur expliqué
Les coûts d'un NEG dépendent de l'étendue souhaitée des services et des fonctions. Les exploitants de systèmes photovoltaïques doivent cependant supposer que sa durée de vie est dans la plupart des cas considérablement plus courte que celle du générateur solaire. Le remplacement de l'appareil dans le cycle de vie du système doit être inclus dans la planification, car les coûts de tels appareils, au moins selon l'état en 2015, s'élèvent à au moins 1500 euros.
Un chiffre clé important pour les onduleurs est la soi-disant efficacité. Il indique la quantité d'énergie perdue lors de la conversion directe en courant alternatif ou la quantité d'électricité injectée dans le réseau public. Les modèles haut de gamme peuvent désormais atteindre une efficacité maximale de plus de 99%.
Astuce: toutes les performances ne sont pas égales. Semblable à la spécification de la puissance du générateur solaire dans l'unité kWc, cela désigne une valeur de crête qui ne s'applique que dans des conditions très spécifiques, qui en réalité ne se trouveront presque jamais sous cette forme. Les informations qui quantifient la performance moyenne sur une période plus longue sont plus significatives. La soi-disant «efficacité européenne» reflète les performances réelles de manière beaucoup plus réaliste et rend les modèles de différents fabricants faciles à comparer.compteur
Les compteurs intégrés aux blocs d'alimentation ne fonctionnent généralement pas exactement et ne sont pas adaptés à la charge formelle de l'électricité. Un compteur de consommation étalonné est nécessaire pour enregistrer la quantité d'électricité tirée du réseau public. En outre, un autre compteur étalonné surveille la quantité d'énergie solaire autoproduite qui a été injectée dans le réseau public. Les quantités sont facturées séparément les unes des autres, en fonction des conditions individuelles actuellement en vigueur. Lorsque l'énergie solaire est injectée dans le réseau interne, un compteur supplémentaire est nécessaire pour mesurer la puissance totale générée par le système PV. Ces valeurs peuvent ensuite être utilisées pour calculer la quantité d'électricité consommée par le propriétaire et la quantité d'électricité injectée dans le réseau public.
Les compteurs d'électricité font partie d'un système PV