Comment fonctionnent les centrales photovoltaïques ?

L'énergie des panneaux photovoltaïque est obtenue en convertissant la lumière du soleil en électricité grâce à une technologie basée sur l'effet photoélectrique. C'est un type d'énergie renouvelable, inépuisable et non polluante qui peut être produite dans des installations allant des petits générateurs pour l'autoconsommation aux grandes centrales photovoltaïques. Découvrez comment fonctionnent ces immenses champs solaires.

QU'EST-CE QUE L'ÉNERGIE PHOTOVOLTAÏQUE ET COMMENT FONCTIONNE-T-ELLE ?

L'énergie solaire photovoltaïque est une source d'énergie propre et renouvelable qui utilise le rayonnement solaire pour produire de l'électricité. Elle est basée sur ce qu'on appelle l'effet photoélectrique, par lequel certains matériaux sont capables d'absorber des photons (particules de lumière) et de libérer des électrons, générant ainsi un courant électrique.

On utilise à cet effet un dispositif semi-conducteur appelé cellule photovoltaïque, qui peut être constituée de silicium monocristallin, polycristallin ou amorphe, ou d'autres matériaux semi-conducteurs en couche mince. Les cellules en silicium monocristallin sont obtenues à partir d'un monocristal de silicium pur et atteignent un rendement maximal, entre 18 et 20 % en moyenne. Celles en silicium polycristallin sont fabriquées en blocs de plusieurs cristaux, elles sont donc moins chères et ont un rendement moyen compris entre 16 % et 17,5 %. Enfin, ceux fabriqués en silicium amorphe ont un réseau cristallin désordonné, ce qui entraîne une performance moindre (efficacité moyenne entre 8 et 9 %) mais aussi un prix plus bas.

TYPES DE CENTRALES PHOTOVOLTAÏQUES

Il existe deux types de centrales photovoltaïques : celles qui sont connectées au réseau et celles qui ne le sont pas. Dans le premier cas, il existe deux sous-classes :

Les centrales photovoltaïques : toute l'énergie produite par les panneaux est injectée dans le réseau électrique.

Générateur à autoconsommation : une partie de l'électricité produite est consommée par le producteur (dans un logement, par exemple) et le reste est rejeté sur le réseau. En outre, le producteur prélève sur le réseau l'énergie nécessaire pour répondre à ses besoins lorsque l'unité ne fournit pas suffisamment.

Ces installations connectées au réseau comportent trois éléments de base :

Les panneaux photovoltaïques : ce sont des groupes de cellules photovoltaïques montées entre des couches de silicium qui captent le rayonnement solaire et transforment la lumière (photons) en énergie électrique (électrons).

Visiter aussi ce site web pour plus d'informations : https://fr.wikipedia.org/wiki/Énergie_solaire_photovoltaïque

Onduleurs : ils convertissent le courant électrique continu produit par les panneaux en courant alternatif, propre à la consommation.

Transformateurs : le courant alternatif produit par les onduleurs est de basse tension (380-800 V), un transformateur est donc utilisé pour le faire passer à une tension moyenne (jusqu'à 36 kV).

Les installations hors réseau fonctionnent de manière isolée et sont souvent situées dans des endroits éloignés et dans des fermes pour répondre aux demandes d'éclairage, soutenir les télécommunications et faire fonctionner les pompes des systèmes d'irrigation. Ces installations isolées ont besoin de deux éléments supplémentaires pour fonctionner :

Des batteries : pour stocker l'énergie produite par les panneaux qui n'est pas utilisée lorsqu'elle est produite, l'énergie stockée peut ensuite être utilisée en cas de besoin.

Les contrôleurs : pour protéger la batterie contre la surcharge et empêcher une utilisation inefficace de la batterie.

LES AVANTAGES DU PHOTOVOLTAÏQUE

Il s'agit d'une énergie renouvelable, inépuisable et non polluante qui contribue au développement durable.

C'est un système particulièrement adapté aux zones rurales ou isolées où les lignes électriques ne sont pas disponibles ou sont difficiles ou coûteuses à installer, ou encore aux zones géographiques qui reçoivent de nombreuses heures d'ensoleillement par an.

Il est modulaire et peut donc être utilisé dans des installations allant d'énormes centrales photovoltaïques au sol à de petits panneaux de toit.

Conformément à son engagement dans la lutte contre le changement climatique, le groupe Iberdrola s'engage en faveur des énergies propres et renouvelables afin de progresser vers un modèle économique durable, sûr et compétitif. C'est la raison pour laquelle la production d'énergie solaire photovoltaïque est l'une des priorités de l'entreprise. Elle a récemment construit deux nouveaux projet : la centrale de Santiago qui, avec une capacité installée de 170 MW, est la plus grande de ce type construite dans le monde.

Mais l'effort du groupe pour ce type d'énergie ne fait que commencer : en 2018 une entreprise a annoncé la construction de la centrale photovoltaïque, dans la province en Espagne. Cette installation renouvelable aura une capacité installée de 500 MWp (avec une tension maximale de connexion au réseau de 391 MW).