Le principe de fonctionnement des systèmes d'énergie solaire peut sembler complexe. Toutefois, dans sa définition la plus simple, l'énergie lumineuse du soleil traverse les composants du système et la convertit en énergie électrique. Dans ces systèmes, la conversion de l'énergie se fait par l'intermédiaire de cellules photovoltaïques. L'exposition des cellules à la lumière produit des électrons qui, en circulant le long du circuit, génèrent un courant électrique continu qui alimente les appareils.

Si la question du fonctionnement des systèmes d'énergie solaire trouve une réponse dans les articles ;

• Processus photovoltaïque : Les panneaux solaires dotés de cellules photovoltaïques, qui sont généralement fabriqués à partir de matériaux semi-conducteurs, assurent la libération des électrons. En d'autres termes, la lumière du soleil tombant sur la surface du matériau dans le processus photovoltaïque libère les électrons en premier lieu.
• Mobilisation des électrons : Les électrons libérés dans le processus photovoltaïque passent par une conception spéciale pour atteindre le système. De cette manière, des déficits sont créés dans les électrons qui continuent à porter une charge positive.
• Formation de courants électriques : Les électrons créent un courant électrique dans des couches spécialement conçues à cet effet lorsqu'ils se déplacent. Ce courant est transmis aux circuits externes du système.
• Processus de production d'électricité : le courant électrique qui se produit dans les circuits externes est envoyé vers les systèmes de stockage où se trouvent les panneaux au cours de la dernière étape. À l'issue de ce processus, l'énergie électrique est utilisée dans les installations, les lieux de travail ou les habitations.

Les systèmes d'énergie solaire sont utilisés dans de nombreux endroits. En particulier dans les espaces de vie ;

• Irrigation et agriculture : Il fournit l'énergie nécessaire aux systèmes d'irrigation dans les zones agricoles.
• Télécommunications : Dans certaines régions, le réseau électrique peut ne pas être fourni en raison de l'infrastructure. Dans ce cas, les systèmes d'énergie solaire sont activés et les besoins en électricité sont satisfaits.
• Applications industrielles : De nombreuses installations utilisent aujourd'hui des systèmes d'énergie solaire pour produire une énergie moins coûteuse et plus propre.
• Bâtiments commerciaux et lieux de travail : L'énergie solaire est fréquemment utilisée dans des zones telles que les magasins, les bureaux ou les usines. L'objectif de cette application est d'obtenir une énergie plus rentable.
• Espaces de vie : Les besoins en électricité sont couverts par des panneaux solaires installés dans les jardins et sur les toits.

Comment fonctionnent les panneaux solaires ?

Les panneaux solaires qui convertissent la lumière du soleil en énergie par le biais d'un certain nombre de processus sont constitués de plus d'un composant. La tâche principale de ces panneaux composés de cellules photovoltaïques est d'absorber la lumière du soleil et de générer du courant électrique. Dans un premier temps, ces cellules à base de silicium absorbent l'énergie des photons du soleil et commencent à former des électrons libres. Le premier processus est important pour le démarrage du courant électrique. La lumière du soleil qui frappe la surface des cellules photovoltaïques crée ensuite un courant en déplaçant les électrons. Ces courants, qui se forment sous forme de DC, c'est-à-dire de courant continu, sont convertis en AC, c'est-à-dire en courant alternatif, par l'intermédiaire de l'onduleur.

Outre les principes de fonctionnement apparemment simples, ce système peut être utilisé avec des systèmes de batteries pour stocker l'électricité produite. Après le processus intégré, l'énergie peut être fournie lorsque la lumière du soleil est insuffisante. En outre, dans certaines applications connectées au réseau, l'énergie est transférée directement au réseau électrique. L'efficacité des panneaux solaires à haut rendement varie en fait en fonction du type de cellule choisi. Il serait plus logique de préférer les panneaux monocristallins aux panneaux polycristallins peu coûteux et moins efficaces.

Les panneaux solaires exposés à la lumière directe du soleil fonctionnent beaucoup plus efficacement. Toutefois, la production d'énergie se poursuit par temps pluvieux ou nuageux. Outre le temps froid qui affecte positivement l'efficacité des panneaux, un système de suivi solaire devrait également être utilisé pour augmenter l'efficacité. D'autre part, les systèmes d'énergie solaire, qui constituent une source d'énergie illimitée et respectueuse de l'environnement, réduisent l'utilisation des combustibles fossiles. Naturellement, étant donné qu'ils réduisent les coûts énergétiques, leur zone d'utilisation augmente de jour en jour.

Comment accroître l'efficacité des systèmes d'énergie solaire ?

Afin d'augmenter l'efficacité des systèmes d'énergie solaire, il convient d'utiliser des systèmes de suiveurs solaires. Bien qu'il s'agisse du facteur le plus important, il existe plusieurs situations qui affectent l'efficacité. En voici la liste ;

• Composants : Les composants qui constituent le système d'énergie solaire doivent être de bonne qualité. La qualité des panneaux, des câbles et des onduleurs réduit considérablement le taux de perte dans la conversion de l'énergie.
• Entretien et nettoyage : Ces systèmes doivent faire l'objet d'un nettoyage et d'un entretien réguliers. Les panneaux nettoyés et entretenus fonctionnent plus efficacement.
• Conditions météorologiques : Il convient de prendre des précautions contre la poussière et les nuages qui réduisent l'ensoleillement des panneaux.
• Emplacement du système : L'orientation, en particulier l'inclinaison du panneau, et la durée d'ensoleillement de la zone où il est situé ont une incidence directe sur son efficacité.

Pour obtenir une efficacité optimale, les panneaux doivent être inclinés dans la direction où le soleil est le plus intense. En outre, la saleté et la poussière accumulées sur les panneaux empêchent la réception efficace de la lumière du soleil. De même, les ombres sur les panneaux devront être éliminées. La présence de branches d'arbres et d'autres facteurs susceptibles de projeter des ombres réduira l'efficacité du système.

Angle du panneau : En ce qui concerne l'angle du panneau qui affecte l'efficacité de l'énergie solaire, vous devez prêter attention à des facteurs tels que l'ajustement de l'angle et la situation géographique en fonction des saisons. Dans ce contexte, si l'angle de positionnement du panneau varie en fonction de la situation géographique, il existe également des différences dans l'angle d'incidence du soleil pendant les périodes d'été et d'hiver. Naturellement, lorsque vous ajustez l'angle du panneau en fonction de la saison, l'efficacité que vous obtiendrez atteindra le niveau le plus élevé.

Une bonne intégration : L'intégration joue un rôle majeur dans les systèmes d'énergie solaire. Étant donné que chaque composant accomplit une tâche différente, il doit être en harmonie avec les autres. Dans ce contexte, l'intégration au réseau électrique est beaucoup plus importante. Si le système produit de l'énergie excédentaire, il est possible de la stocker ou de la vendre au réseau. Afin de générer des revenus supplémentaires, le système doit fonctionner conformément à certaines normes tout en alimentant le réseau. À ce stade, la sécurité est le critère le plus important et augmente l'efficacité.

Facteurs environnementaux : La quantité d'énergie produite par les panneaux solaires varie en fonction des rayons reçus. Par conséquent, les conditions météorologiques et les facteurs environnementaux ont une incidence positive ou négative sur l'efficacité du panneau. Par exemple, l'efficacité des panneaux installés dans une région extrêmement chaude diminue.

Technologie préférée : Les types de panneaux et les technologies utilisées ont une incidence directe sur l'efficacité. Ces types de panneaux et leurs caractéristiques sont les suivants ;

• Panneaux à couche mince : La structure de ces panneaux, qui peuvent être produits avec différents matériaux, est flexible. Elle est également plus rentable mais fonctionne avec un faible rendement.
• Panneau polycristallin : Il est constitué de plus d'une structure cristalline. Il est généralement de couleur bleue. Ils sont moins efficaces que les panneaux monocristallins. Malgré cela, on peut dire qu'ils sont plus économiques.
• Panneau monocristallin : Il fonctionne avec un rendement élevé. Il se compose d'une structure monocristalline. Il est de couleur noire et son coût peut être élevé.

Rendement économique : Le coût d'installation des systèmes d'énergie solaire peut être élevé au départ. Cependant, il est très rentable à long terme. Vous pouvez investir avec une grande efficacité en bénéficiant d'incitations gouvernementales et institutionnelles, notamment en ce qui concerne la vente d'énergie au réseau. En outre, les factures d'électricité seront considérablement réduites grâce à l'utilisation de l'énergie solaire, qui contribue donc grandement à l'économie.

Contrôles de routine : Des contrôles de routine mensuels et annuels doivent être effectués pour améliorer l'efficacité. Lors de l'inspection annuelle, l'état de fonctionnement des onduleurs, les connexions électriques et l'état de l'équipement utilisé dans l'installation doivent également être examinés. En outre, en fonction de l'évolution technologique, il peut s'avérer nécessaire de remplacer certains composants ou de procéder à différentes mises à jour du système au bout d'un certain temps.
 

Il ne faut pas oublier que le facteur le plus important pour augmenter l'efficacité des systèmes d'énergie solaire est le suiveur solaire. Cette application, également connue sous le nom de système de suivi solaire, permet d'augmenter le taux d'efficacité de 20 à 30 %. Le suiveur solaire, qui peut être contrôlé sur un ou deux axes, utilise également différentes méthodes de contrôle. Le principe de fonctionnement des systèmes de suivi solaire qui permettent de bénéficier de cette énergie tout au long de la journée est de suivre la position du soleil. Les panneaux qui reçoivent le plus de lumière solaire pendant la journée offrent naturellement un rendement élevé. C'est surtout le soir et le matin, lorsque les rayons du soleil sont faibles, que le système de suivi qui place les panneaux dans la bonne position continue de recueillir le meilleur rendement.
 

Le coût initial des systèmes de suivi solaire peut être élevé. Cependant, ceux qui envisagent d'investir à long terme obtiennent des résultats très utiles. Il ne faut pas oublier que le suiveur solaire, qui produit plus d'énergie que les panneaux solaires standard tout en réduisant les factures d'électricité, a une structure durable. Les systèmes de suivi qui suivent directement le soleil et reçoivent les rayons à angle droit nécessitent moins d'espace. En d'autres termes, la surface d'utilisation est réduite et permet ainsi de réduire les coûts. Les investisseurs qui préfèrent les suiveurs solaires qui endommagent moins les panneaux peuvent augmenter l'efficacité de 20 à 25 % dans le cas d'une application à axe unique et de 30 à 40 % dans le cas d'une application à deux axes.

Quelle est la quantité d'électricité produite par les panneaux solaires ?

La capacité de production d'électricité des panneaux solaires varie en fonction de la zone et du type d'utilisation. Dans ce processus, un système photovoltaïque de 1kW fournit une production de 1 kW aux heures où les rayons du soleil sont pleinement reçus. En outre, ce chiffre peut varier en fonction des caractéristiques d'installation du système. Selon ce calcul, lorsque l'on obtient 6 heures d'ensoleillement par jour, 2190 kW de production d'énergie feront l'objet d'une production d'énergie par an.

En ce qui concerne les panneaux domestiques, la production d'énergie peut aller jusqu'à 300 watts. L'augmentation de la puissance augmente également la quantité d'électricité obtenue. Avec des panneaux solaires domestiques qui produisent 0,3 kW d'électricité en 1 heure d'ensoleillement par jour, on obtient 2,1 W d'électricité au bout de 7 heures.

Si l'on passe en revue le panneau solaire installé sur une surface d'un mètre carré, afin d'atteindre un rendement moyen de 20 % ; avec 5 heures d'exposition au soleil par jour, 211 W de production d'énergie par jour, ainsi que 211 W de production d'énergie par jour, 1055, soit 1,05 kW d'électricité seront produits à la fin de la journée. La production mensuelle sera de 31,5 kW en moyenne. En procédant aux mêmes tarifs ;

• 2 mètres carrés de panneaux solaires 63 kW par mois
• 3 mètres carrés de panneaux solaires 94,8 kW par mois
• 4 mètres carrés de panneaux solaires 126,6 kW par mois
• 100 mètres carrés de panneaux solaires auront une valeur de production mensuelle de 3165 kW,

Quelles sont les conditions requises pour utiliser les systèmes d'énergie solaire ?

Il existe un certain nombre de processus et de composants pour utiliser les systèmes d'énergie solaire. Examinons brièvement ces processus ;

• Faisabilité et planification : Il s'agit des études à réaliser pour déterminer dans quelle mesure la zone à installer est exposée à la lumière du soleil. En outre, ces études sont obligatoires pour calculer le nombre de panneaux.
• Procédures d'autorisation :  Afin de faciliter l'installation du système, une demande est faite auprès de l'autorité locale chargée de l'électricité et les permis nécessaires sont obtenus.
•  Phase d'installation : Il s'agit du processus au cours duquel tous les composants du système sont assemblés. Elle est appliquée par des équipes d'experts.
• Processus d'entretien : L'entretien périodique après l'installation est important. L'efficacité du système n'est possible qu'avec le processus de maintenance et de contrôle.

Les composants nécessaires à l'utilisation des systèmes d'énergie solaire sont les suivants ;

• Moniteur : il s'agit d'un choix facultatif. Il permet de surveiller les performances globales du système. En outre, des informations détaillées sur la consommation et la production d'énergie sont analysées.
• L'équipement : Les panneaux contiennent de nombreux composants de système. L'équipement de montage fait également partie des applications requises pour les connexions.
• Régulateur de charge : Régule l'énergie vers la batterie du panneau. Il empêche également la surcharge.
• Boîte de jonction : Nécessaire pour assurer les connexions électriques entre les composants du système.
• Batterie : Elle permet de stocker l'électricité produite. Elle est également connue sous le nom de batterie et est activée lorsque l'on a besoin d'énergie.
• Onduleur : également connu sous le nom de convertisseur. Il convertit le courant continu obtenu à partir du panneau en courant alternatif. De cette manière, l'utilisation d'appareils électriques dans la maison est assurée.
• Panneaux : Il s'agit de cellules spéciales qui convertissent directement la lumière du soleil en énergie électrique. C'est le composant le plus important.