Informations sur les modules solaires

Un module solaire, ou module photovoltaïque, convertit directement la lumière du soleil en énergie électrique. Il est composé de cellules solaires, elles-mêmes fabriquées à partir d'un matériau semi-conducteur minéral, principalement du silicium. Selon le type de cristal, on distingue quatre types de cellules :

Cellules monocristallines

La fabrication de cellules en silicium monocristallin nécessite un matériau semi-conducteur de haute pureté. Des barreaux monocristallins sont étirés à partir de silicium fondu, puis sciés en fines tranches. Cette méthode de fabrication garantit un rendement relativement élevé.

Cellules polycristallines

Les cellules polycristallines, également appelées cellules multicristallines, sont fabriquées par moulage de silicium liquide en blocs, puis sciées en tranches. La solidification du lingot produit des structures cristallines de différentes tailles. Les modules polycristallins présentent généralement un reflet bleuté ; leur structure irrégulière les fait scintiller à la lumière du soleil. Leur rendement est légèrement inférieur à celui des modules monocristallins.

Cellules amorphes/couche mince

Le silicium amorphe ne forme pas une structure cristalline régulière, mais des arrangements atomiques irréguliers. Il est créé dans un réacteur plasma par dépôt chimique en phase gazeuse de silane gazeux. Cela permet d'économiser de l'énergie et des matériaux lors du processus de fabrication, ce qui rend ces cellules très rentables. Les cellules en silicium amorphe sont très résistantes à la température et s'adaptent facilement aux besoins individuels en termes de taille, de conception et de capacité. Elles peuvent être connectées en série lors de leur formation, ce qui facilite la création de panneaux sous différentes tensions. La plupart des modules solaires flexibles sont fabriqués à partir de la technologie amorphe.

Cellules à contact arrière - Modules solaires Sun Peak

Un type particulier de cellule solaire au silicium est la cellule dite à contact arrière. Elle possède des contacts métalliques positifs et négatifs sur sa face arrière. Cela permet à la surface exposée au soleil d'être uniformément noire, sans les électrodes métalliques présentes sur la plupart des cellules solaires. Cette structure permet au module de gagner plus d'électricité par unité de surface et lui confère un aspect plus esthétique.

Cellules CIS/CIGS

CIS signifie Cuivre, Indium et Sélénium et CIGS signifie Cuivre-Indium-Gallium-Séléniure. La technologie CIS/CIGS est généralement utilisée pour les modules solaires flexibles. L'absorbeur CIS/CIGS est déposé sur un support en verre ou en plastique, avec des électrodes à l'avant et à l'arrière pour collecter le courant. La couche semi-conductrice utilise la lumière la plus large de toutes les technologies solaires. Les cellules CIS/CIGS atteignent des rendements de conversion élevés à faibles coûts de production, grâce à leur réponse spectrale la plus élevée de toutes les technologies photovoltaïques. Elles sont adaptées aux applications sur substrats flexibles et peuvent être fabriquées sur de fines feuilles de polymère sans compromettre le rendement de conversion.

Technologie de cellules Shingle - Modules solaires Sun Pear

Les connecteurs de cellules et les points de soudure sont inutiles, car les cellules sont en contact direct. Les températures ponctuelles sont abaissées et la durée de vie du panneau est prolongée. La disposition en chaînes parallèles réduit considérablement les pertes d'énergie dues à l'ombrage partiel. Cela garantit le maintien de performances élevées, même sur des surfaces sales ou dans des conditions de faible luminosité. Des modules de même architecture en chaîne peuvent être connectés en parallèle, même si leur taille et leur puissance diffèrent. Grâce à une nouvelle conception électrique, l'effet de point chaud et la dissipation de puissance sont considérablement réduits par rapport aux modules classiques.

De la cellule au module

Les cellules solaires individuelles sont interconnectées à des modules de plus grande capacité. Elles sont connectées en série et en parallèle afin de fournir des tensions ou des capacités adaptées aux différents domaines d'application. Une connexion en série produit une tension plus élevée, tandis qu'une connexion en parallèle implique un courant plus élevé. Les modules solaires sont proposés pour différentes applications, avec des capacités et des tensions nominales variées. Les spécifications des modules solaires se réfèrent aux conditions d'essai standard d'un ensoleillement de 1 000 W/m² avec une température de cellule de 25 °C. La plupart des modules solaires hors réseau sont composés de 36, 72 ou 142 cellules pour obtenir une tension de batterie optimale de 12 VCC, 24 VCC ou 48 VCC. Les modules standard pour les systèmes raccordés au réseau comportent 60 cellules.

Informations sur le connecteur PV

Les termes « mâle » et « femelle » font référence au contact électrique à l’intérieur du boîtier de la prise, et non à son aspect visible.

Nous avons introduit les termes PV Standard3 et PV Standard4 pour correspondre aux systèmes de connecteurs. Ces systèmes peuvent être connectés avec des rallonges QuickCab3 et QuickCab4 et des adaptateurs QuickClip3 ou QuickClip4, et peuvent être combinés avec tous les systèmes de connecteurs PV de 3 mm et 4 mm disponibles dans le commerce. Leur utilisation nécessite généralement une pince à sertir.

Il existe également des systèmes de prise sans outil qui présentent deux caractéristiques essentiellement différentes :

• PV Standard4 peut être connecté directement et sans outil à un câble à l'aide d'un clip à ressort et peut être combiné avec tous les systèmes de fiches et adaptateurs de 4 mm
• Le PV Standard4 peut également être câblé sans outil, mais il n'est pas compatible avec les systèmes de fiches 4 mm du commerce. Ce raccord de câble peut être inversé et retiré du câble.

L'étanchéité du boîtier de la prise n'est pas garantie dans les produits de différents fabricants utilisés.

La durabilité du système de prise peut être réduite si les contacts électriques de différents fabricants sont incompatibles avec les matériaux et qu'une érosion des contacts est impliquée.

Orientation

Une étude préliminaire de l'emplacement et une disposition adéquate du panneau photovoltaïque sont essentielles pour optimiser la production d'énergie du système photovoltaïque hors réseau. Le panneau photovoltaïque doit être installé avec un angle d'inclinaison et d'azimut adéquat et avec un minimum d'ombrage.

Angle d'inclinaison

Les panneaux photovoltaïques sont plus efficaces lorsqu'ils sont perpendiculaires aux rayons du soleil. La valeur par défaut est un angle d'inclinaison égal à la latitude de la station. Cela maximise généralement la production annuelle d'énergie. Plus le système est installé près de l'équateur, plus l'angle d'inclinaison doit être faible.

Cependant, plus le système est éloigné de l'équateur, plus la course du soleil et son altitude varient au cours de l'année. En Europe, par exemple, l'altitude solaire atteint 60 à 65° en été, tandis qu'en hiver, elle descend jusqu'à 13 à 18°. L'angle d'inclinaison idéal varie donc tout au long de l'année. Pour optimiser la capture des panneaux solaires, un angle d'inclinaison de 28 à 30° est recommandé en Europe, plus 15° en hiver et moins 15° en été.

Angle d'inclinaison : plus le système est installé près de l'équateur, plus l'angle d'inclinaison doit être petit.

Orientation géographique – Angle d'azimut

Pour maximiser la collecte d'énergie solaire quotidienne et saisonnière, les modules photovoltaïques doivent être orientés géographiquement. Un panneau solaire orienté vers l'équateur promet le meilleur rendement énergétique. Dans l'hémisphère nord, l'orientation optimale d'un module photovoltaïque est le sud géographique (azimut 180°), tandis que dans l'hémisphère sud, c'est le nord géographique. Cependant, les modules photovoltaïques peuvent être orientés jusqu'à 45° à l'est ou à l'ouest du sud géographique (ou du nord géographique) sans que leurs performances soient significativement affectées.

Ombrage des cellules photovoltaïques

La production électrique des cellules photovoltaïques est très sensible à l'ombrage. Même lorsqu'une petite partie du panneau est ombragée et que le reste reste exposé au soleil, la production électrique diminue considérablement. L'ombrage causé par les arbres, les poteaux, les antennes, les cheminées et les bâtiments voisins existants ou futurs a un impact majeur sur la production d'énergie photovoltaïque. Cette baisse de production due à l'ombrage trouve son explication électronique dans le montage en série des panneaux solaires. En raison d'un flux d'électrons réduit, ou, dans le pire des cas, d'une inversion de trajectoire des électrons dans la partie ombragée de la jonction pn, la production d'énergie de l'ensemble du parc photovoltaïque en pâtit.