Panneaux solaires : comment ça marche ?

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Les panneaux solaires photovoltaïques transforment le rayonnement solaire en électricité.
Les panneaux solaires photovoltaïques transforment le rayonnement solaire en électricité.
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© Adobe Stock, anatoliy_gleb

Comme leur nom l'indique, les panneaux solaires utilisent le soleil, source d'énergie totalement gratuite et inépuisable, pour produire de la chaleur ou de l'électricité selon les cas. Mais comment fonctionnent-ils ?

On distingue deux grands types de panneaux solaires : les panneaux solaires thermiques, qui recueillent l'énergie solaire pour la transformer en chaleur, et les panneaux solaires photovoltaïques, qui convertissent une partie du rayonnement solaire en électricité. Les premiers permettent de profiter d'une eau chaude sanitaire dans la maison et sont parfois utilisés pour le chauffage. Les seconds sont capables de produire de l'électricité qui servira ensuite à un usage individuel, ou qui sera revendue pour tout ou partie à un fournisseur d'électricité. Il existe aussi des panneaux photovoltaïques hybrides combinant les deux technologies précédentes. Dans tous les cas, les panneaux solaires sont des dispositifs habituellement plats et d'environ un mètre carré à installer dans un endroit ensoleillé (dans le jardin, sur le toit...)

Comment fonctionne un panneau solaire thermique ?

Les panneaux solaires thermiques (ou capteurs solaires) contiennent soit de l'eau, soit un liquide caloporteur (transporteur de chaleur), qui circule dans des tubes en circuit fermé. Alors que les rayons du soleil viennent frapper la surface, souvent noire, du panneau, la chaleur est transmise à ce fluide. L'énergie de ce dernier peut ensuite être utilisée directement dans la maison ou bien être stockée. Les panneaux solaires thermiques à eau ou à liquide caloporteur sont le plus souvent utilisés pour produire de l'eau chaude emmagasinée dans un chauffe-eau solaire individuel. Il s'agit d'une solution très rentable et simple d'installation.

Il existe aussi des panneaux solaires thermiques qui, à la place du liquide, contiennent de l'air. Lorsque celui-ci est chaud, il peut être ventilé dans la maison, servant donc à augmenter la température intérieure.

Comment fonctionne un panneau solaire photovoltaïque ?

Les panneaux solaires photovoltaïques ont un mode de fonctionnement plus complexe que les thermiques. Ils sont reconnaissables aux nombreuses cellules photovoltaïques qu'ils contiennent et qui forment une sorte de quadrillage, renvoyant des reflets gris ou bleus. Ce sont ces cellules, reliées entre elles et conçues à partir de matériaux semi-conducteurs (principalement du silicium), qui transforment la lumière du soleil en électricité. Sans trop entrer dans les détails, voici le fonctionnement d'un tel panneau :

• Les photons de la lumière du soleil frappent les cellules photovoltaïques ;

• Celles-ci transmettent leur énergie aux électrons qui sont contenus dans le panneau ;

• Les électrons génèrent un courant électrique continu en se déplaçant.

Pour que cette énergie puisse être utilisée dans une maison ou être revendue à un opérateur, il faut que le courant continu soit transformé en courant alternatif. C'est le rôle de l'ondulateur, dispositif relié au panneau solaire. Si l'électricité produite est ensuite prête à l'emploi, elle peut aussi être stockée dans des batteries pour une utilisation ultérieure.

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