Le monde fait face à une crise énergétique mondiale. Des centaines de millions de personnes n'ont toujours pas accès à une énergie suffisante. Heureusement, il devient de plus en plus clair que les systèmes solaires photovoltaïques sont l'une des solutions les plus prometteuses à cette crise à laquelle nous sommes confrontés, mais comment fonctionnent-ils ? Et quels sont les différents types de systèmes solaires photovoltaïques disponibles ?
Table des matières
Qu'est-ce qu'un système solaire photovoltaïque ?
Trois types de systèmes solaires photovoltaïques
Aide-mémoire pour choisir les systèmes solaires photovoltaïques
Qu'est-ce qu'un système solaire photovoltaïque ?
Les systèmes photovoltaïques existent depuis les années 1990 et gagnent en popularité en tant qu'alternative des énergies renouvelables la source. Les systèmes solaires photovoltaïques utilisent l'énergie du soleil pour convertir le rayonnement solaire en électricité. Ils sont constitués d'un ou plusieurs des panneaux solaires et d'autres composants tels qu'un onduleur, un contrôleur, un système de montage ou des batteries. Les systèmes photovoltaïques peuvent être utilisés en tant qu'applications autonomes ou systèmes connectés au réseau, et leur taille varie des systèmes de toit aux centrales de production à grande échelle, en fonction de la quantité d'électricité nécessaire et de l'espace disponible pour l'installation.
Énergie solaire et systèmes photovoltaïques
L'énergie solaire est une source d'énergie propre et renouvelable qui peut être utilisée pour produire de l'électricité. C'est une ressource abondante et inépuisable car elle provient du soleil. En seulement une heure, la lumière du soleil qui frappe la surface de la terre est suffisante pour répondre à tous les besoins énergétiques humains pendant une année entière. La lumière du soleil est aussi appelée rayonnement solaire et est composée de photons. Cellules photovoltaïques capter ce rayonnement et le transformer en électrons qui se déplacent en réponse à un réseau électrique interne, produisant de l'électricité dans le processus.
Principaux composants des systèmes solaires photovoltaïques
Les quatre principaux composants des systèmes solaires photovoltaïques sont les panneaux solaires, les onduleurs, le câblage et les batteries de stockage.
Panneaux solaires
Les panneau solaire est la partie la plus importante d'un système photovoltaïque et se compose de nombreuses cellules fabriquées à partir de matériaux semi-conducteurs comme le silicium cristallin. Lorsque la lumière du soleil frappe le panneau, elle libère des électrons des atomes du matériau semi-conducteur. Il en résulte de l'électricité, qui peut être utilisée pour alimenter des appareils électriques ou recharger des batteries.
Onduleur
Onduleurs sont un élément clé des systèmes solaires photovoltaïques. Ils convertissent le courant continu (CC) en courant alternatif (CA), qui est le type d'électricité utilisé par la plupart des appareils électroménagers et des usines énergivores.
Câblage
Le câblage fait partie intégrante des systèmes solaires photovoltaïques. Il relie les composants d'un circuit et sert de conduit où l'électricité se déplace. Les fils et câbles photovoltaïques sont en cuivre ou en aluminium, qui sont tous deux d'excellents conducteurs d'électricité.
Piles et batteries
Les batteries jouent un rôle essentiel dans les systèmes solaires photovoltaïques. Ils stockent l'énergie électrique générée par les panneaux solaires pour alimenter la charge à tout moment. Les batteries supportant les systèmes solaires photovoltaïques sont principalement composées de plomb-acide, de cadmium-nickel ou de lithium.
Trois types de systèmes solaires photovoltaïques
Avec autant d'options pour exploiter la puissance du soleil, il peut être difficile de trouver le bon système solaire photovoltaïque. Mais pas de soucis ! Cette section décomposera les trois principaux types de systèmes solaires photovoltaïques, afin que les entreprises puissent facilement les comparer et déterminer celui qui répond le mieux à leurs besoins.
Systèmes photovoltaïques connectés au réseau
Les systèmes solaires photovoltaïques connectés au réseau sont un excellent choix pour les utilisateurs dans les zones bénéficiant de subventions à l'achat d'électricité du réseau, en particulier dans les zones dotées d'une meilleure infrastructure de réseau, car ils convertissent l'énergie solaire en courant alternatif et utilisent le réseau électrique pour équilibrer les fluctuations de puissance. De plus, les systèmes photovoltaïques connectés au réseau permettent aux consommateurs de compenser leurs factures d'électricité en redirigeant tout excédent d'énergie vers le réseau lorsque le système photovoltaïque produit plus d'énergie que les besoins de leur ménage.
Bien que ce type de système solaire photovoltaïque soit moins cher que les autres types, il convient de noter qu'il n'offre aucune protection contre les pannes ; il convient donc mieux aux maisons qui disposent déjà de bonnes sources d'alimentation de secours. Par exemple, les 5 kW système solaire en réseau est un excellent choix pour un usage domestique et commercial. Les générateurs photovoltaïques présentent un rendement élevé de 17 % et une excellente résistance aux charges mécaniques. De plus, l'onduleur solaire est équipé d'une protection contre les surcharges et d'une fonction de déconnexion en cas de sous-tension, garantissant un stockage efficace de l'énergie et une qualité de transmission.
Systèmes photovoltaïques hors réseau
Les systèmes solaires photovoltaïques hors réseau, également connus sous le nom de systèmes photovoltaïques autonomes, sont indépendants du réseau électrique et conviennent aux zones rurales et aux zones connaissant des pénuries d'électricité extrêmes qui sont difficiles à connecter aux systèmes de réseau. Ils se présentent sous deux formes : les systèmes d'alimentation en courant continu et les systèmes d'alimentation en courant alternatif.
Un système à courant continu utilise un Convertisseur DC-DC pour convertir la tension des panneaux solaires de sa valeur native à un niveau approprié pour une utilisation dans des charges CC. Un système à courant alternatif, d'autre part, utilise un onduleur pour convertir la tension PV en courant électrique domestique standard. Les convertisseurs DC-DC peuvent également être utilisés dans les systèmes AC pour réduire le nombre de panneaux solaires nécessaires.
Par exemple, le système entièrement intégré Système solaire photovoltaïque de 5 kW comprend un onduleur solaire hors réseau DC-AC, un contrôleur de charge, Batterie au lithium de 5 kWh, et 12 modules de panneaux solaires de 450W. Ce système est idéal pour les maisons situées dans des endroits éloignés sans accès au réseau électrique. Néanmoins, les consommateurs doivent être conscients que ce type de système PV nécessitera un entretien périodique, y compris la vérification des bornes pour la corrosion et l'inspection du niveau d'électrolyte dans les cellules de la batterie.
Systèmes photovoltaïques hybrides
Les systèmes photovoltaïques hybrides, tels que Batteries solaires 10 kW-30 kW, conviennent mieux aux sites industriels et commerciaux tels que les écoles, les hôpitaux, etc. dans les zones éloignées et développées avec un accès limité au réseau, car ils intègrent d'autres sources d'énergie telles que les éoliennes et les générateurs diesel. Ces systèmes hybrides sont associés à batteries à lithium pour stocker l'énergie excédentaire, en veillant à ce qu'elle ne soit pas gaspillée.
Les avantages de l'utilisation de systèmes hybrides incluent la capacité de générer suffisamment d'électricité même si une source tombe en panne ou n'est pas disponible. De tels systèmes peuvent fournir de l'énergie même lorsque le soleil ne brille pas ou que le vent ne souffle pas. C'est une considération essentielle pour les régions qui connaissent des hivers rigoureux et de longues périodes sans soleil. Bien que les avantages des systèmes photovoltaïques hybrides soient nombreux, ils peuvent être coûteux à installer, car ils nécessitent une conception complexe et de multiples sources d'énergie.
Aide-mémoire pour choisir les systèmes solaires photovoltaïques
Les systèmes solaires photovoltaïques offrent un moyen propre, économique et durable de produire de l'électricité pour les ménages, les fermes et même les grands utilisateurs industriels et commerciaux tels que les usines, les écoles, les hôpitaux et les centres commerciaux. Les systèmes PV sont classés en 3 types principaux : les systèmes PV en réseau, les systèmes PV hors réseau et les systèmes PV hybrides. Le système à choisir dépendra de plusieurs facteurs tels que l'emplacement, le budget et les besoins énergétiques de l'utilisateur.
Alors voilà ! Un cours accéléré sur les bases des systèmes solaires photovoltaïques. Prêt à passer des sources d'énergie traditionnelles à l'énergie solaire ? Si oui, vérifiez ces Systèmes photovoltaïques pour un démarrage rapide !
