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Comment fonctionne un panneau solaire monocristallin ?

Publié le 17 Septembre 2019 à 10h09

Vous l'avez sûrement remarqué, les installations photovoltaïques fleurissent un peu partout : toits des maisons, des immeubles, des supermarchés et des hangars ou fermes en plein champs. Une formidable technologie qui permet de transformer le rayonnement solaire en électricité. Au cœur de celle-ci le panneau solaire qui peut être monocristallin, polycristallin ou amorphe. Focus sur le plus performant d'entre eux : le panneau solaire de type monocristallin.

 

Le photovoltaïque : comment ça marche ?

Découvert dès 1839, l'effet photovoltaïque repose sur la mise en mouvement des électrons de silicium au contact des photons de la lumière qui le frappent. Ce déplacement des électrons génère une tension électrique continue et un courant. Réunis en panneaux solaires, les cellules photovoltaïques de silicium produisent de l'électricité dès qu'elles sont exposées à la lumière. Le courant continu ainsi produit est converti en courant alternatif via un onduleur pour alimenter une construction ou être injecté dans le réseau général de distribution. Cette forme de production d'électricité est classée parmi les énergies renouvelables non polluantes.

 

Quid du silicium ?

Le silicium est aujourd'hui le matériau semi-conducteur le plus utilisé pour la confection des panneaux solaires. Il est, après l'oxygène, l'élément le plus abondant sur terre (25,7 % de la croûte terrestre). N'existant pas à l'état pur, il est industriellement extrait de la silice ou du dioxyde de silicium.

 

Trois types de cellules photovoltaïques silicium

La conception des panneaux solaires à base de silicium repose sur une phase de chauffe puis de refroidissement. La manière dont est conduit ce dernier détermine le type des cellules qui composent ce panneau :

  • silicium polycristallin
  • silicium monocristallin
  • silicium amorphe

Concrètement, le silicium refroidi à plat forme des panneaux polycristallins tandis que le silicium refroidi par centrifugeuse forme les panneaux monocristallins.

 

Le panneau monocristallin et ses avantages

Lors de la phase de refroidissement, le silicium préalablement fondu se solidifie pour former un cristal uniforme de grande taille. Cette plaque de cristal est ensuite découpée en fines tranches pour concevoir les cellules photovoltaïques. La structure homogène de ce cristal lui confère une couleur noire uniforme. Plus réactive que son équivalente polycristalline, la cellule monocristalline commence à produire aux premiers rayons de soleil tout en affichant une tension supérieure à ensoleillement égal. Le panneau photovoltaïque monocristallins se caractérisent par :

  • un coût de production et d'acquisition un peu plus élevé
  • un rendement de 16 et 24 % (3 % supérieur à son équivalent polycristallin)
  • fonctionnement optimal dans les régions froides et ensoleillées
  • bonne résistance à la chaleur
  • excellente durabilité (jusqu'à 50 ans)
  • neutre pour l'environnement et aisément recyclable

 

Bon à savoir : le rendement d'une cellule photovoltaïque correspond à la part d'énergie lumineuse qu'elle est capable de transformer en électricité. Il varie de 6 à 24 % selon le type de la cellule et atteint 46 % en laboratoire. De belles perspectives pour l'énergie photovoltaïque.

 

Installation et entretien des panneaux monocristallins

L'installation d'un panneau solaire monocristallin doit être précautionneuse. Fragile, il est préférable de faire intervenir un professionnel. Cette installation s'effectue de trois manières :

  • au sol sur une ossature métallique inclinée
  • intégrée au bâtit (IAB) en lieu et place des tuiles sur toute leur surface d'occupation
  • en surimposition, c'est-à-dire poser sur les tuiles

Attention cette installation doit faire l'objet d'une autorisation du service de l'urbanisme de la mairie concernée. Cette "Demande Préalable" s'effectue par dépôt du formulaire Cerfa n° 13404*06 dûment renseigné et signé.

L'entretien consiste à maintenir les panneaux en bon état de propreté. L'opération à effectuer tous les 1 à 3 ans selon leur état, consiste à les nettoyer au balai et à l'eau tiède déminéralisée. Attention comme tout travail en hauteur, cette opération peut s'avérer risquée et il peut être là encore plus prudent de la confier à un professionnel.

 

Que faire de l'électricité produite ?

L'électricité fournie par les panneaux solaires monocristallins peut être autoconsommée c'est-à-dire venir compléter et donc diminuer la quantité d'électricité fournie par le réseau ou faire l'objet d'un contrat de revente totale. Cette dernière option consiste à contractualiser le rachat de l'électricité produite par un fournisseur d'énergie.

Vous l'aurez compris, le panneau solaire monocristallin est à privilégier dans les zones d'ensoleillement moyen. Son rendement supérieur compense ce niveau d'ensoleillement pour offrir une bonne production électrique photovoltaïque. Un excellent choix dans tous les départements de France métropolitaine.

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