Qu'est-ce que les panneaux solaires ?

1. Qu'est-ce que les panneaux solaires ?

Un panneau solaire, également appelé module photovoltaïque (PV) ou panneau PV, est un assemblage de cellules solaires photovoltaïques montées dans un cadre (généralement rectangulaire). Les panneaux solaires captent la lumière du soleil comme source d'énergie rayonnante, qui est convertie en énergie électrique sous forme d’électricité à courant continu (DC).

Un ensemble bien organisé de panneaux solaires s’appelle un système photovoltaïque. ou panneau solaire. Les réseaux d'un système photovoltaïque peuvent être utilisés pour générer de l'énergie solaire électricité qui alimente directement les équipements électriques ou qui réinjecte de l'énergie dans un réseau de courant alternatif (AC) via un système d'onduleur. Cette électricité peut puis être utilisé pour alimenter les maisons, les bâtiments et d'autres applications ou stocké dans piles pour une utilisation ultérieure. En tant que source d'énergie renouvelable et durable, l'énergie solaire les panneaux jouent un rôle important dans la réduction de la dépendance aux combustibles fossiles et aident réduire les émissions de carbone.

2. La structure des panneaux solaires

Les panneaux solaires sont constitués d'un grand nombre de cellules solaires et utilisent l'énergie lumineuse (photons) du Soleil pour produire de l’électricité grâce à l’effet photovoltaïque. Il comprend également une feuille de fond, un cadre et une boîte de jonction, et peut-être un concentrateur, le tout d’entre eux travaillent ensemble pour assurer le fonctionnement normal des panneaux solaires.

Qu'est-ce que les cellules solaires ?

Les cellules solaires sont des appareils électroniques qui convertissent la lumière du soleil en énergie électrique. énergie par effet photovoltaïque et la plupart d'entre eux sont des cristaux cristallins à base de plaquettes cellules au silicium ou cellules à couches minces. En outre, le coût élevé, le rendement élevé et Les cellules rectangulaires à multi-jonctions (MJ) compactes sont généralement utilisées dans l'énergie solaire. panneaux sur les engins spatiaux, car ils offrent le rapport le plus élevé de puissance générée par kilogramme soulevé dans l'espace. Les cellules sont généralement connectées électriquement dans série, l'un à l'autre à la tension souhaitée, puis en parallèle pour augmenter actuel.

Qu'est-ce qu'une feuille de fond ?

En tant que polymère ou combinaison de polymères avec divers additifs, feuille de fond est conçu pour fournir une barrière entre les cellules solaires et l'extérieur environnement. D'où nous pouvons voir que la feuille de fond est un élément essentiel dans le durabilité, efficacité et longévité d’un panneau solaire.

Qu’est-ce qu’un encapsulant ?

Les cellules solaires sont souvent recouvertes d'un agent d'encapsulation, qui est généralement une fine couche couche d'un matériau polymère appliquée sur les cellules solaires et le feuille de fond. Généralement le polymère le plus couramment utilisé pour encapsuler les modules solaires est de l'éthylène-acétate de vinyle (EVA), qui est suffisamment durable pour protéger le soleil cellules contre tout type de dommages et prolongeant la durée de vie du panneau solaire.

Qu'est-ce que le cadre ?

Le cadre d'un panneau solaire fait référence au support structurel qui maintient et protège les cellules solaires, le câblage et les autres composants du panneau. C'est en aluminium ou en d'autres matériaux légers pour empêcher les panneaux d'être extrêmes impact météorologique. En même temps, le cadre fournit également un moyen de montage le panneau solidement sur une surface, telle qu'un toit ou un rack au sol. Dans De plus, les panneaux solaires utilisent également des cadres métalliques constitués de composants de rayonnage, supports, formes de réflecteur et creux pour mieux soutenir le panneau structure.

Qu'est-ce qu'une boîte de jonction ?

En tant qu'enceinte électrique utilisée pour abriter et protéger les connexions électriques, La boîte de jonction est spécialement conçue pour fournir un environnement sûr et sécurisé pour connexions électriques afin d'éviter tout contact accidentel avec des fils sous tension et pour simplifier l’entretien ou les réparations futures. Habituellement, une boîte de jonction PV est fixée à l'arrière du panneau solaire et fonctionne comme son interface de sortie. Externe Les connexions pour la plupart des modules photovoltaïques utilisent des connecteurs MC4 pour faciliter connexions résistantes aux intempéries avec le reste du système. Une interface d'alimentation USB peut également être utilisé.

Qu'est-ce qu'un concentrateur ?

Certains modules solaires photovoltaïques spéciaux incluent des concentrateurs dans lesquels la lumière est concentrée par des lentilles ou des miroirs sur des cellules plus petites. Cela permet d'utiliser des cellules avec un coût élevé par unité de surface (comme l'arséniure de gallium) de manière rentable façon. [citation nécessaire] La concentration de la lumière du soleil peut également augmenter l'efficacité à environ 45 %.

3. L'histoire du développement des panneaux solaires

En 1839, la capacité de certains matériaux à créer une charge électrique à partir de L'exposition à la lumière a été observée pour la première fois par le physicien français Edmond Becquerel, bien que ces panneaux solaires initiaux étaient trop inefficaces pour un simple fonctionnement électrique. appareils.

Dans les années 1950, les Bell Labs ont créé le premier système solaire au silicium commercialement viable. cellule en silicium. Cependant, l'application des panneaux solaires était limitée à un quelques domaines spécialisés tels que les satellites spatiaux, les phares et les télécommandes emplacements en raison du coût élevé.

Dans les années 1970, la crise pétrolière et les préoccupations environnementales ont favorisé la développement de panneaux solaires moins chers et plus efficaces. Après cela, les gouvernements et les entreprises privées du monde entier attachaient une grande importance à la recherche et développement de panneaux solaires.

Au début des années 2000, l’introduction de tarifs de rachat (FiT) par certains pays ont grandement contribué à la croissance rapide de l’énergie solaire Industrie. De nos jours, les panneaux solaires sont devenus beaucoup plus efficaces et abordables que jamais auparavant, qui sont utilisés non seulement dans les maisons et les commerces bâtiments mais aussi dans des projets d’infrastructures.

4.Les types de panneaux solaires

Il existe aujourd’hui trois types de panneaux solaires principalement disponibles : monocristallin, polycristallin (également appelé multicristallin) et couche mince.

l Les panneaux solaires monocristallins sont constitués de silicium de haute pureté, qui est dérivé d’un monocristal. De tous les types de panneaux, les panneaux monocristallins ont généralement le rendement et la capacité de puissance les plus élevés (plus de 20 %). C'est parce que les panneaux solaires monocristallins fournissent plus de 300 watts (W) de puissance capacité, certains dépassant même 400 W. de plus, des panneaux solaires monocristallins ont également tendance à surpasser les modèles polycristallins en ce qui concerne le coefficient de température – une mesure de la performance d’un panneau par temps chaud. Malgré ces avantages, les panneaux solaires monocristallins sont probablement les plus chers option, ils sont donc plus populaires auprès de ceux qui ont suffisamment de budget et préfèrent Maximisez vos économies sur vos factures d'électricité telles que commerciales, publiques et gouvernementales. département.

l Les panneaux solaires polycristallins ou multicristallins sont des panneaux solaires qui constitué de plusieurs cristaux de silicium dans une seule cellule photovoltaïque. Ces panneaux solaires sont constitués de plusieurs cellules photovoltaïques. Chaque cellule contient des cristaux de silicium ce qui le fait fonctionner comme un dispositif semi-conducteur. Lorsque les photons du la lumière du soleil tombe sur la jonction PN (jonction entre les matériaux de type N et de type P), il transmet de l'énergie aux électrons afin qu'ils puissent circuler sous forme de courant électrique. Comparés aux panneaux solaires monocristallins, les panneaux solaires polycristallins sont plus respectueux de l'environnement car ils ne nécessitent pas de mise en forme et de placement individuel de chacun le cristal et la majeure partie du silicium sont utilisés pendant la production et coûtent plus cher efficace 

En ce qui concerne ses inconvénients, sa moindre efficacité, moins l'encombrement réduit et les mauvaises performances à haute température peuvent entraver sa poursuite développement. Sur cette base, des panneaux solaires multicristallins sont disponibles en de grands parcs solaires pour exploiter l’énergie du soleil et fournir de l’électricité à zones à proximité, appareils autonomes ou auto-alimentés tels que les feux de circulation dans zones reculées, ménages hors réseau, etc.

l Les panneaux solaires à couches minces sont réalisés en déposant une ou plusieurs couches minces (fines films ou TF) de matériau photovoltaïque sur un substrat, tel que du verre, du plastique ou en métal. Lors des comparaisons avec le silicium monocristallin et polycristallin panneaux, ils nécessitent moins de matériaux semi-conducteurs dans le processus de fabrication alors qu’ils fonctionnent de manière assez similaire sous l’effet photovoltaïque et sont moins chers. Néanmoins, ils sont beaucoup moins efficaces et ont une capacité de puissance inférieure. De plus, les panneaux solaires à couches minces se dégradent plus rapidement que les panneaux solaires en silicium cristallin panneaux 

Ainsi, ils sont généralement appliqués à l’échelle des services publics puisque les systèmes solaires à couches minces les panneaux se dégradent à un rythme beaucoup plus lent. Et une application courante pour les couches minces les panneaux solaires sont l'installation de modules photovoltaïques flexibles sur les toits des véhicules (généralement des camping-cars ou des bus) et les ponts des bateaux et autres navires. Et à cause de son avantage en termes d'espace, il est devenu de plus en plus populaire parmi ceux qui souhaitent réaliser le photovoltaïque intégré au bâtiment.

5. Les tendances de développement des panneaux solaires

Le marché des panneaux solaires est tiré par des investissements croissants dans les énergies renouvelables secteur de l’énergie, la baisse du coût des panneaux solaires photovoltaïques et l’émergence de conditions favorables Réglementations gouvernementales. Cellules de silicium monocristallin et polycristallin ont connu une forte demande, en particulier dans les applications résidentielles. Cadmium les cellules de tellurure et de silicium amorphe devraient créer de la croissance opportunités grâce au faible coût des matériaux. Et les prix des modules photovoltaïques ont chuté plus rapide que prévu début 2023, à mesure que l’offre de polysilicium deviendra plus abondante 

Alors qu'entre-temps, selon les données, dans le paysage commercial modifié après le COVID-19, le monde Le marché des panneaux solaires estimé à 50,1 milliards de dollars américains en 2022 est devrait atteindre une taille révisée de 98,5 milliards de dollars américains d'ici 2030, avec une croissance à un TCAC de 8,8% sur la période d’analyse 2022-2030. Panneau solaire polycristallin, l'un des les segments analysés dans le rapport, devraient enregistrer un TCAC de 8,2% et atteindre 48,2 milliards de dollars américains à la fin de la période d’analyse. En tenant compte du la reprise post-pandémique en cours, la croissance du segment des panneaux solaires à couches minces est réajusté à un TCAC révisé de 8,9 % pour la prochaine période de 8 ans.

6. L’analyse des investissements dans les panneaux solaires

Étant donné que l’énergie solaire est actuellement la deuxième énergie propre la plus déployée technologie à travers le monde par capacité installée, le solaire photovoltaïque devrait être l'une des sources d'énergie les moins chères disponibles d'ici 2050, en particulier dans les régions qui ont un excellent rayonnement solaire, et la tendance est motivée par plusieurs facteurs.

l Analyse du type de produit

Le panneau solaire polycristallin est leader du marché avec plus de 48% des part de marché de valeur et il est prévu de conquérir une part de marché plus élevée dans période de prévision, en particulier dans le segment résidentiel. Mais les progrès dans le domaine des couches minces les modules solaires photovoltaïques stimuleront également la croissance du marché des panneaux solaires au cours des prochaines années. quelques années. Aussi, la montée en puissance du déploiement des microgrids et le développement des les bâtiments à énergie zéro entraîneront une demande importante sur le marché.

l Analyse de l'utilisateur final

Par type d’utilisateur final, le marché est segmenté en résidentiel, commercial, segments industriels et autres. Le segment commercial domine le marché avec plus de 33% de part de marché en valeur car ils nécessitent une part de marché importante quantité d'énergie pour assurer leur durabilité et leur fonctionnalité à long terme. ca contribue également à réduire la dépendance à l’égard de l’électricité du réseau tout en réduisant les coûts d’exploitation. coûts et minimiser l’empreinte carbone. Mais comme la majorité des gouvernements à l’échelle mondiale ont adopté une législation sur la facturation nette ainsi que d’importantes mesures subventions pour l'installation de systèmes solaires dans les installations résidentielles. Ces cellules sont facilement utilisés dans le segment résidentiel en raison de leurs coûts moins chers par rapport aux cellules solaires monocristallines.

l Analyse régionale

Selon les données, la région Asie-Pacifique domine le marché de la valeur partager. L’Asie-Pacifique étant la plus grande région du monde en termes de nombre de les gens vivant. La région abrite également la Chine, qui a un rôle important capacité de fabrication de cellules solaires polycristallines qui répond à la demande de la région. Et l'Inde envisage également de créer des unités de fabrication d'énergie solaire sous la production du gouvernement.

7. Éléments à considérer pour des panneaux solaires de haute qualité

Lors de l'achat de panneaux solaires, il ne faut pas seulement prendre en compte le prix et la qualité, d’autres facteurs doivent également être gardés à l’esprit.

Température : les panneaux monocristallins et polycristallins ont une efficacité maximale entre 59°F et 95°F. Régions avec des températures élevées en été qui peuvent provoquer qu'un panneau solaire atteigne une température interne de plus de 100°F peut voir une diminution des niveaux d’efficacité. Lors de la sélection d'un onduleur, il est nécessaire de considérez l'état.

Dégradation induite par la lumière (LID) : LID fait référence à une mesure de perte de performances qui se produit avec les panneaux cristallins pendant les premières heures d'ensoleillement exposition. En général, la perte d'efficacité du LID a tendance à varier entre 1 % et 3 %. Il convient donc d’en tenir compte lors du choix des panneaux solaires.

Classement au feu : les codes internationaux du bâtiment exigent que les panneaux solaires correspondent à leur le classement au feu du toit pour garantir que les panneaux n’accélèrent pas la propagation des flammes. Il existe généralement trois types de classes. La classe A offre le plus protection en cas d'incendie, car les flammes ne peuvent pas se propager à plus de six pieds. Classe B garantit que la propagation des flammes ne dépasse pas huit pieds, et la classe C garantit que les flammes ne dépassent pas huit pieds. ne s'étend pas au-delà de 13 pieds.

Conditions météorologiques : Par exemple, les panneaux cristallins conviennent mieux aux zones pourraient subir de fortes grêles car ils peuvent résister à la grêle à des vitesses allant jusqu'à à 50 mph. Bien qu'étant donné leur conception mince, les panneaux solaires à couche arrière ne sont pas idéaux pour la grêle. Un système solaire qui utilise des fixations, des modules à boulonnage traversant ou un le système de rails à trois cadres est mieux adapté aux maisons qui pourraient connaître un ouragan ou tempête tropicale.

Efficacité : L'efficacité d'un panneau solaire fait référence à la quantité de lumière solaire il peut se convertir en électricité. Un panneau solaire à haut rendement produira plus de l'électricité à partir de la même quantité de lumière solaire qu'un panneau à moindre efficacité.