Comment fonctionne un système solaire ? | Blog EcoFlow Suisse
Comment fonctionne un système solaire ? Que sont les cellules solaires ?
Dans cet article de blog, nous aimerions vous expliquer de A à Z comment fonctionne réellement un système solaire. Que sont les cellules solaires et quelle est leur fonction ? A quoi sert exactement un panneau solaire ? Et comment l'électricité arrive-t-elle de là dans la prise ? Continuez à lire si ce sujet vous intéresse.
Structure des cellules solaires
Structure et fonction d'une cellule solaire Tout le monde a probablement entendu le terme cellule solaire en relation avec la technologie photovoltaïque. Mais qu’est-ce que c’est exactement ? Fondamentalement, il s’agit d’un appareil électronique permettant de produire de l’électricité installé dans des panneaux solaires. Une cellule solaire est constituée d'un matériau semi-conducteur ou de plusieurs matériaux différents qui fonctionnent ensemble. Le cœur de la cellule est souvent du silicium ionisé, recouvert de silicium mono- ou polycristallin. Lorsque des particules lumineuses, appelées photons, frappent la surface de la cellule solaire, elles transfèrent leur énergie aux matériaux semi-conducteurs. Cela crée ce qu’on appelle des paires photons-trous. Cela rend les électrodes du matériau semi-conducteur mobiles. Il existe une couche dopée N sur laquelle les électrodes sont attirées et une couche dopée P vers laquelle les trous se déplacent - un champ de tension électrique est ainsi créé. Le flux d'électrodes crée de l'énergie électrique, qui peut ensuite être utilisée ailleurs, par ex. B. peut être utilisé dans vos appareils électroménagers. Cette illustration est bien sûr abrégée, mais vous donne un aperçu général de ce qu'implique une cellule solaire.
Comment les cellules solaires fonctionnent-elles ensemble dans un panneau solaire ?
Bien entendu, un panneau solaire ne comprend pas seulement une seule cellule solaire ; un panneau solaire domestique standard comporte environ 60 à 90 cellules solaires qui travaillent ensemble pour produire de l'énergie. Mais comment font-ils exactement ? Les cellules solaires sont connectées les unes aux autres en série ou en parallèle. Les cellules solaires individuelles peuvent être connectées à un système électrique car elles sont équipées de couches conductrices à l'avant et à l'arrière. Les panneaux solaires individuels d'une installation solaire fonctionnent également ensemble ; ils peuvent également être connectés en série ou individuellement. La première option présente l'avantage qu'un seul onduleur est nécessaire, mais la seconde signifie que les pannes sur un panneau solaire n'affectent pas immédiatement l'ensemble du système.
Que signifie le taux de conversion et quel est le rapport avec le fonctionnement des cellules solaires ?
Lorsque vous recherchez des panneaux solaires et comparez différents panneaux solaires, vous rencontrerez encore et encore le mot taux de conversion. Nous avons déjà expliqué de quoi il s'agit exactement dans un article de blog séparé - mais à ce stade, nous aimerions vous donner un bref résumé. En gros, le taux de conversion est le taux de rayons solaires qui sont convertis en courant électrique par les rayons frappant le panneau. Un synonyme du taux de conversion est le mot « efficacité ». De nos jours, la plupart des panneaux solaires ont un taux de conversion compris entre 18 et 23 %. Son montant dépend de facteurs très différents. Bien entendu, la qualité des panneaux solaires et des matériaux utilisés joue un rôle. Le silicium monocristallin, par exemple, offre un taux de conversion plus élevé que le silicium polycristallin. Un bon revêtement de surface et un entretien régulier des panneaux sont également importants, car ils n'atteignent des performances optimales que si l'électronique fonctionne correctement. Des facteurs externes ont également une influence majeure sur le taux de conversion réel. Le constructeur précise le tarif dans des conditions optimales, mais chez vous il pourrait bien être inférieur. L'alignement optimal des panneaux solaires, par exemple, joue un rôle très important. Ce n'est que lorsque les rayons du soleil atteignent les cellules solaires selon le bon angle que celles-ci peuvent atteindre une performance maximale. La température ambiante et le refroidissement influencent également le taux de conversion. Enfin, le fait que vous nettoyiez régulièrement vos panneaux joue également un rôle, car la poussière et la saleté peuvent également affecter les performances.
Evolution des cellules solaires au fil du temps
Bien que cela ne soit pas pertinent pour votre propre décision d'achat, il peut être intéressant de savoir depuis combien de temps les cellules solaires existent réellement et comment elles se sont développées au fil du temps. C'est difficile à croire, mais c'est vrai : l'effet photoélectrique - le fait que certains matériaux génèrent une tension électrique à la lumière du soleil - a été découvert en 1839 ! Cependant, cela n'a donné lieu à aucune invention majeure au 19e siècle : même si la première cellule photoélectrique a été fabriquée en 1976, la production en série était encore à des kilomètres. Au début du XXe siècle, Albert Einstein a étudié le sujet et a acquis de nouvelles connaissances importantes qui ont constitué la base de recherches ultérieures. Ce n’est que dans les années 1950 que les cellules solaires ont commencé à être fabriquées à partir de silicium. Ceux-ci ont été utilisés pour la première fois lors des premières missions dans l’espace, où aucun autre type de production d’électricité n’était possible. Les recherches de la NASA ont joué un rôle déterminant dans le développement rapide de la technologie. Ce n’est que dans les années 1970 que les cellules solaires sont devenues intéressantes pour un usage domestique et industriel. La prise de conscience croissante de la protection du climat, en particulier, a fait en sorte que nous soyons de plus en plus nombreux à développer un intérêt pour cette technologie. Ces dernières années, il a connu un nouvel essor grâce à diverses subventions et à la hausse constante des prix de l'électricité sur le réseau. De plus, la production d'énergie solaire devient techniquement meilleure et plus simple : des solutions simples Plug and Play permettent désormais, même aux profanes, de planifier et de mettre en œuvre une centrale électrique de balcon en peu de temps.
Quelles sont les alternatives aux cellules solaires ?
Quelle fonction remplissent ces alternatives ? La manière habituelle de produire de l’énergie solaire consiste à utiliser les cellules solaires décrites ci-dessus. Cependant, il existe également des alternatives. L'un d'eux est ce que l'on appelle les modules solaires à couches minces, fabriqués à partir de matériaux semi-conducteurs extrêmement fins. Parce qu'elles sont nettement moins larges, ces cellules solaires pèsent beaucoup moins et peuvent également être installées sur des panneaux solaires flexibles. Ils sont idéaux pour une utilisation sur des surfaces de montage incurvées ou sur les toits de véhicules. Ils constituent également une option populaire pour les centrales électriques sur balcon. Il existe également différents types de cellules solaires qui utilisent des matériaux autres que le silicium et sont souvent utilisées en recherche. Il existe également des systèmes dits CPS qui fonctionnent avec une lumière concentrée et des miroirs. Une autre option est celle des centrales solaires thermiques, dans lesquelles l’eau est chauffée par la lumière du soleil. La vapeur est ensuite utilisée pour faire fonctionner des turbines, qui à leur tour produisent de l'électricité. Il reste cependant une chose à noter : les modules photovoltaïques conventionnels équipés de cellules solaires sont les mieux adaptés à une utilisation dans les habitations privées. Comment l’électricité passe-t-elle du panneau solaire à la prise ? Cela a déjà été évoqué plus haut : les cellules solaires produisent dans un premier temps de l’énergie électrique. Cependant, vous ne pouvez pas les alimenter directement dans vos appareils électroménagers ou dans le réseau électrique, car la plupart des applications électriques fonctionnent avec du courant alternatif. Un onduleur qui convertit l'énergie générée en courant alternatif nécessaire est donc indispensable pour votre système solaire. Dès que cela est fait, l'électricité produite peut être utilisée, injectée et stockée.
Quels produits techniques supplémentaires un système solaire complet comprend-il ?
Jusqu'à présent, nous avons appris : pour votre système solaire, vous avez besoin de panneaux solaires et d'un onduleur correspondant. Le nombre de panneaux dont vous avez besoin dépend en grande partie de la quantité d’électricité que votre système doit produire. Pour une centrale électrique de balcon, 1 à 3 suffisent généralement, pour une installation solaire de toit classique, il y en a beaucoup plus. En principe, ces appareils - bien sûr avec le câblage approprié et un compteur électrique - suffisent pour une installation solaire avec laquelle vous alimentez le réseau ou dont vous souhaitez utiliser directement l'électricité. Cependant, nous vous recommandons fortement d’investir dans du stockage supplémentaire. Une batterie solaire vous offre de grands avantages. Cela signifie que vous pouvez utiliser l'électricité de votre système même lorsqu'il ne produit pas - et comme le mauvais temps et l'obscurité sont très courants sous nos latitudes, cela en vaut souvent la peine. Votre unité de stockage d’électricité peut également faire office de générateur de secours. Cela signifie que vous devenez nettement plus indépendant de votre fournisseur de réseau et que vous n'avez plus à craindre d'éventuelles pannes de courant. En augmentant votre propre consommation d'énergie solaire, vous devez acheter moins d'électricité et pouvez donc économiser sur votre facture d'électricité. Ces économies deviennent très rapidement perceptibles, surtout compte tenu des prix actuels de l’électricité, qui ne cessent d’augmenter.
Quelles nouveautés techniques existe-t-il sur le marché ?
De nos jours, on n'installe souvent plus de compteurs d'électricité analogiques, mais plutôt des compteurs dits intelligents, c'est-à-dire des compteurs numériques. Ceux-ci nous offrent de nombreux avantages. Cela peut être utilisé pour stocker les données de votre système solaire, par ex. B. peut être automatiquement transmis aux opérateurs de réseaux et aux systèmes de gestion de l’énergie, ce qui peut grandement vous aider dans la bureaucratie et dans le suivi de votre production d’électricité. Il existe également depuis quelques temps de nombreux produits sur le marché qui vous permettent d'optimiser plus facilement votre consommation d'énergie. Il s'agit notamment de prises intelligentes et de systèmes de gestion d'énergie intelligents - idéalement ceux qui régulent automatiquement la répartition de l'énergie et trouvent ainsi à tout moment la solution de consommation la plus économique pour vous. Il existe désormais également de nombreux produits pour la maison et le jardin alimentés directement par l'énergie solaire. Il s’agit notamment des tondeuses à gazon, des systèmes de climatisation et des réfrigérateurs. Vous retrouverez également plusieurs de ces appareils intelligents innovants dans la gamme EcoFlow.
Concevoir un système solaire avec EcoFlow
Enfin, nous aimerions vous présenter quelques options sur la façon dont vous pouvez concevoir votre système solaire à l'aide des produits EcoFlow. N'oubliez jamais que nous travaillons uniquement avec des matériaux de haute qualité et largement recyclables et que nous attachons une grande importance à un excellent taux de conversion et à une longue durée de vie. De plus, tous les produits EcoFlow sont compatibles entre eux, ce qui vous permet de créer des solutions sur mesure et facilement évolutives. Découvrez avec nous étape par étape la meilleure solution pour votre système solaire !
Panneaux solaires
Les panneaux solaires sont au cœur de votre investissement solaire. Vous devez donc vous assurer que leurs performances et leur concept correspondent parfaitement à vos besoins solaires. Si vous souhaitez miser sur une installation solaire de toiture classique, nous vous recommandons nos panneaux solaires rigides, disponibles avec des puissances comprises entre 100 et 400 watts. Ceux-ci ont un excellent taux de conversion de 23 % et sont particulièrement durables, vous pouvez donc compter longtemps sur votre installation solaire. Nous avons conçu nos panneaux solaires portables pour tous ceux qui souhaitent être particulièrement flexibles ou qui aiment se promener dans le jardin ou dans le camping-car. Ceux-ci sont également conçus en différentes épaisseurs, ont un taux de conversion élevé et sont principalement fabriqués à partir de matériaux recyclables. Leur meilleur atout est leur conception particulièrement légère et compacte, ce qui les rend particulièrement adaptés au transport. Les panneaux sont autoportants et conçus avec un support intégré : vous pouvez les installer et les démonter en quelques secondes. Ces panneaux sont particulièrement adaptés à un usage extérieur et ne sont pas nécessairement destinés à des installations permanentes. Nous disposons également d’un modèle de panneau solaire flexible, déjà évoqué plus haut. C'est parfait pour les murs de tentes, les toits de véhicules et divers types de centrales électriques de balcon. Son faible poids le rend particulièrement facile à transporter.
Stockage solaire
EcoFlow vous permet de stocker de l'électricité dans votre maison. La solution de stockage EcoFlow PowerOcean DC Fit, par exemple, peut être intégrée dans un système solaire existant et se connecte simplement entre le système solaire et l'onduleur existant. Économisez votre propre énergie de manière rentable. Avec toutes les solutions de stockage d'énergie EcoFlow, vous pouvez compter sur une longue durée de vie et une charge rapide, avec d'autres options de charge (secteur ou générateur) disponibles en plus de la charge via les panneaux solaires. Les centrales électriques stockent l’électricité de manière sûre et silencieuse et s’intègrent parfaitement dans n’importe quel environnement grâce à leur design moderne et minimaliste. Ils sont conçus pour être particulièrement légers et donc faciles à transporter. Chez nous, vous pouvez acheter des centrales électriques de différentes tailles et également ajouter des batteries de manière flexible. Il n'y a donc aucun problème à créer exactement l'espace de stockage dont vous avez besoin pour votre maison. Une extension ultérieure est également possible assez facilement. Si vous ne savez pas quelle centrale électrique vous convient le mieux ou combien d'espace de stockage vous avez besoin, nos experts solaires EcoFlow se feront un plaisir de vous aider !
Gestion intelligente de l'énergie
Chez EcoFlow, nous développons constamment notre gamme de produits et avons récemment ajouté deux autres produits avec lesquels vous pouvez découvrir dès maintenant l'avenir de la production et de l'utilisation de l'énergie. Notre EcoFlow PowerOcean et notre EcoFlow PowerStream sont les solutions complètes parfaites pour votre maison alimentée à l'énergie solaire. Ces produits régulent eux-mêmes la consommation électrique de votre installation solaire ou de votre centrale électrique de balcon et trouvent toujours la solution qui vous convient le mieux. Qu'il s'agisse d'une utilisation directe, d'une alimentation ou d'un stockage, un équilibre parfait est garanti. Un gros plus est le contrôle pratique via l'application. Non seulement vous pouvez gérer votre consommation d'énergie de n'importe où, même lorsque vous êtes en déplacement, mais vous pouvez également voir tout le potentiel d'optimisation d'un seul coup d'œil. L'application est conçue pour être intuitivement compréhensible, même pour les profanes du domaine de l'énergie solaire.
Conclusion
Nous pouvons dire : sans cellules solaires, la production d’énergie solaire est impossible ! Ici, la lumière du soleil est convertie en énergie électrique grâce à l'effet photoélectrique ou à divers matériaux semi-conducteurs. Dans un panneau solaire, plusieurs cellules travaillent ensemble pour obtenir une production d'énergie raisonnablement élevée. Le niveau du taux de conversion dépend en grande partie de la qualité de votre produit solaire. Mais divers facteurs externes tels que l'ombrage, la température et la saleté peuvent également jouer un rôle. Il est important de noter que les fabricants déclarent toujours les performances des panneaux dans des conditions optimales. Vous ne pouvez donc pas simplement supposer que vos panneaux fourniront cette performance à eux seuls - et vous devez vous efforcer de créer les meilleures conditions possibles. Les alternatives qui existent actuellement à ce type de production d'énergie solaire sont plutôt inadaptées aux ménages privés. Les modules solaires dits à couches minces constituent une exception - au cas où vous auriez besoin d'un panneau solaire particulièrement léger ou flexible. En plus du panneau solaire, votre installation solaire nécessite d'autres composants, comme un onduleur, un compteur électrique, du câblage et, si nécessaire, un accumulateur d'énergie. Nous vous conseillons d’opter directement pour une solution polyvalente et performante – comme le PowerOcean d’EcoFlow. Cela vous permet de porter votre gestion énergétique à un tout autre niveau, de réaliser des économies massives et de tirer le meilleur parti de votre système solaire. Cela réduit considérablement la période de retour sur investissement de votre investissement. Vous avez également le contrôle de votre approvisionnement en énergie même lorsque vous n'êtes pas chez vous - il suffit de regarder l'application !
Nous avons rassemblé ici des liens directement vers nos produits :
Centrales électriques d’EcoFlow
Centrale électrique PowerStream et balcon
Solutions de stockage à domicile PowerOcean d'EcoFlow
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