Le mot « photovoltaïque » désigne le processus qui consiste à transformer la lumière solaire en électricité sans aucune pièce mobile de machinerie, sans bruit, sans pollution et sans combustible. La conversion PV a été découverte par le physicien français A. Becquerel en 1839.

C’est le seul moyen connu pour convertir la lumière directement en électricité. Le préfixe Photo vient du grec « phos » qui signifie lumière. « Volt » vient du patronyme d’Alessandro Volta (1745-1827), physicien qui a contribué aux recherches sur l’électricité. Littéralement, photovoltaïque signifie électricité lumineuse.

C’est à partir de 1955 que nous pouvons parler véritablement de la naissance de l'énergie électrique produite par les rayons du soleil. L'industrie spatiale, à la recherche du meilleur moyen pour alimenter ses satellites, permet le développement de la technologie photovoltaïque. De nos jours, la nécessité d'une énergie respectueuse de l'environnement a permis aux panneaux photovoltaïques de devenir une alternative plus que crédible pour produire l'électricité de nos maisons.

La cellule PV, aussi appelée cellule solaire, constitue l’élément de base de la conversion photovoltaïque. Il s’agit d’un dispositif semi-conducteur qui transforme en énergie électrique l’énergie lumineuse fournie par une source d’énergie inépuisable, le soleil. Elle exploite les propriétés des matériaux semi-conducteurs utilisés dans l’industrie de l’électronique : diodes, transistors et circuits intégrés.

La conversion d’énergie solaire en énergie électrique.

En frappant les cellules semi-conductrices à base de silicium qui constituent le panneau solaire, les photons du rayonnement solaire provoquent l’apparition d’un courant électrique continu de l’ordre de quelques ampères sous une tension de l’ordre de quelques centaines de volts.

Afin d’augmenter la tension, les cellules sont assemblées en séries pour former des modules ou ce que nous appelons panneaux solaires. Les modules sont à leur tour mis en séries appelés « chaines » ou « strings » et les chaînes mises en parallèle pour obtenir des générateurs. Ces derniers peuvent aller de quelques centaines de VA à plusieurs MVA.

L’énergie électrique est distribuée principalement sous forme de courant alternatif.

C'est pourquoi l’énergie photovoltaïque produite en courant continu doit faire l’objet d’une conversion en courant alternatif à l’aide d’un onduleur. L’impératif de rendement optimum du système complet impose que l’onduleur s’adapte aux variations de la puissance (celle-ci étant fonction de l’ensoleillement), tout en restant synchronisé sur le réseau alternatif de distribution.

Le système présente les spécificités suivantes :

• Etant impossible d’arrêter l’ensoleillement, l’énergie toujours présente engendre des risques d’électrocution ou d’un incendie. Ces risques sont anticipés par la mise en œuvre de coffrets, canalisations, connectiques sécurisées en plus des dispositions constructives sévères des panneaux photovoltaïques.
• L’installation en courant continu nécessite la mise en œuvre d’appareillage de commande, de coupure et de protection dédié à ce type de mission.
• L’exposition à la foudre des infrastructures et des capteurs prédispose ces installations aux surtensions. Une mise en œuvre adaptée de parafoudre est nécessaire à ce niveau de réseau.
• La fourniture et la mise en place des dispositifs adaptés pour garantir la sûreté de fonctionnement et d’exploitation de ce type d’installation implique la contribution de professionnels avertis.

Cellules Mono-cristallines Rendement de 13 à 17%	Cellules Poly-cristallines Rendement de 11 à 15%	Cellules couches minces Rendement de 5 à 9%

Les trois technologies photovoltaïques les plus connues sont :

1Les modules photovoltaïques polycristallins : Les cellules sont élaborées à partir d’un bloc de silicium cristallisé en forme de cristaux multiples. Leurs rendements varient de 11% à 16%, ils ont un aspect bleu. Un panneau polycristallin sera légèrement plus grand qu’un panneau monocristallin, puissance crête égale.

2Les modules photovoltaïques monocristallins : Les cellules sont élaborées à partir d’un bloc de silicium cristallisé en un seul cristal. Leur rendement est le plus important aujourd’hui, entre 13% et 19%. Elles sont les plus couteuses à produire. Le module a un aspect uniforme.

3Les modules photovoltaïques amorphes : Cette technologie permet d’utiliser des couches très minces de silicium qui sont appliquées sur du verre, du plastique souple ou du métal, par un procédé de vaporisation sous-vide. Elles ont un coût de production moindre mais avec un rendement compris entre 6% et 10% seulement actuellement, et une durée de vie inférieure aux autres technologies. Il devient très intéressant à utiliser cette technologie pour les sites où l’ensoleillement est faible car ces modules produisent mieux par très faible luminosité.

Les panneaux photovoltaïques sont couverts d’un verre trempé de haute qualité et à haute transmissivité qui offre une excellente rigidité et une grande résistance aux impacts.

Le système d’encapsulation sous EVA particulièrement performant, associé à une façade arrière composée de trois couches, répond aux normes les plus exigeantes en matière de sécurité haute tension.

Le cadre en aluminium anodisé, robuste, permet d’installer facilement les modules en toitures au moyen de notre kit d’intégration BATILENA ou de nos partenaires (Sol RIF, Intersol, MegaSlate etc).

Les avantages:

• Fabrication certifié ISO 9001 : 2000,
• Fort rendement, niveau de sécurité et fiabilité élevés,
• Tolérances de +/-3%, +/- 2.5%, 0/+3% sur puissance de sortie en fonction du choix du fabricant des modules photovoltaïques,
• Certifications CSTB, PassInnovation ,
• Applications : maisons individuelles, bâtiments tertiaires, bâtiments agricoles, toitures industrielles,
• Meilleur rendement en éclairement faible grâce à son verre antireflet,
• PV Cycle,
• Esthétique exceptionnelle assurant efficacité et intégration parfaite,

CE, IEC, TUV

• Garantie fabrication 5 ans jusqu’à 10 ans
• Garantie de puissance 90%de la puissance sur 10 – 12 ans
• 80% de la puissance nominale à 25 ans
• CEI 6125 et CEI 61730
• Panneaux certifiés TUV

Les facteurs clés de performance de l'installation : 

En France, l’orientation idéale du champ photovoltaïque est plein Sud avec une inclinaison de 30°. C’est cette configuration qui exploite au mieux le panneau tout au long d’une année complète.

Le tableau donne une idée des pertes par rapport à l’idéal de 30° plein Sud. Nous remarquons que, même avec une orientation plein Ouest ou plein Est, avec une inclinaison à 30°, la perte est limitée à 10%. Nous nous rendons compte également que plus l’on s’écarte du Sud plus on a intérêt à être proche de l’horizontale pour limiter les pertes.  Enfin, certaines configurations sont clairement pénalisantes et doivent être évitées : c’est le cas des panneaux installés verticalement.

Un autre point très important à prendre en considération, c’est  l’ombrage. Des ombres portées, même sur une partie des panneaux, pénaliseront l’ensemble de ceux-ci. Il faut donc étudier et anticiper tous les éléments (arbre, bâtiment, fil électrique, poteau, cheminée) pouvant projeter une ombre sur les panneaux.  ALhena dispose du matériel spécifique permettant d’étudier l’effet de masque sur la production d’électricité photovoltaïque, en tenant compte des courbes du soleil, l’orientation par rapport au Sud, l’inclinaison du toit, coordonnées GPS du site. 

Sur cette carte, vous trouverez le nombre de kilowattheure (kWh) produit par 1 kilowatt-crête (kWc). Ce coefficient vous permet de calculer la production maximale de vos modules.L'équipe ALhena, spécialiste en solaire photovoltaïque, est à votre disposition pour vous renseigner sur l'équipement en adéquation avec vos besoins en énergies.