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1er décembre 2021

Comment fonctionnent les systèmes d'énergie solaire

Un guide du débutant pour apprendre les bases des systèmes d'énergie solaire et de l'électricité.
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Blog - Comment fonctionnent les systèmes d'énergie solaire

L'énergie solaire remonte au 7ème siècle avant JC, lorsque des loupes étaient utilisées pour faire du feuⁱ. Aujourd'hui, vous pouvez trouver du solaire dans le monde entier, des États-Unis à l'Italie en passant par le Japon. Les prix du solaire n'ont cessé de baisser au fil des années alors que la production a augmenté. Et les entreprises et les particuliers ont adopté le solaire pour ses avantages économiques et environnementaux positifs.  

La capacité de production d'énergie solaire des États-Unis est estimée à 97,2 gigawatts (GW), ce qui est suffisant pour alimenter l'équivalent de 18 millions de foyers américains moyens². Cette production d'énergie solaire compense plus de 122 millions de tonnes métriques d'émissions de dioxyde de carbone, soit l'équivalent de la plantation de 2 milliards d'arbres³. Si l'on considère les données à l'échelle mondiale, nous avons atteint 627 gigawatts (GW) à la fin de 2019⁴, soit environ 116 millions de foyers américains moyens et 12,9 milliards d'arbres.

Le secteur de l'énergie solaire ne s'arrête pas à la recherche et aux entreprises qui lancent des produits destinés à rendre l'énergie solaire plus efficace et plus rentable. Devriez-vous rejoindre le mouvement solaire ? Comment fonctionne l'énergie solaire ? Nous sommes là pour vous expliquer les bases de l'énergie solaire, les types d'électricité et le fonctionnement des systèmes d'énergie solaire.

Qu'est-ce que l'énergie solaire ?

L'énergie solaire commence avec le soleil. Le soleil émet une lumière appelée rayonnement solaire, ou rayonnement électromagnétique, qui est captée par les technologies solaires. Ces technologies solaires convertissent le rayonnement capté en formes d'énergie utiles.

Il existe deux types de technologies solaires : le photovoltaïque (PV) et le solaire thermique à concentration (SSC). La technologie photovoltaïque crée de l'électricité en convertissant la lumière du soleil directement à partir de cellules situées dans un panneau solaire. Elle est généralement utilisée pour les maisons, les bâtiments commerciaux et les produits à l'échelle des services publics. L'énergie solaire thermique à concentration est généralement utilisée pour des applications industrielles. Étant donné que le solaire commercial et résidentiel est dominé par le photovoltaïque, nous allons nous concentrer sur les systèmes photovoltaïques.  

Notions d'électricité

Avant de nous plonger dans le fonctionnement des systèmes photovoltaïques, nous devons aborder les bases de l'énergie. Il existe 2 formes de courants électriques : le courant continu (CC) et le courant alternatif (CA). Le courant continu est un courant électrique qui circule dans une seule direction et est utilisé avec les appareils électroniques dotés d'une batterie, comme les ordinateurs portables et les téléphones cellulaires. Le courant alternatif est un courant électrique qui s'inverse périodiquement et change de magnitude. Cela permet au courant de se déplacer plus loin. Nous utilisons le courant alternatif pour alimenter les maisons et les bâtiments. Maintenant que nous connaissons les principes de base, voyons comment fonctionnent les systèmes photovoltaïques.

Comment fonctionnent les systèmes solaires photovoltaïques ?

Nous avons tous vu des panneaux solaires sur les toits des maisons, mais comment l'électricité est-elle produite ?  

Flux d'énergie sans batterie installée
  1. La première étape commence lorsque la lumière du soleil éclaire les panneaux solaires, ou panneaux PV.
  1. Les cellules solaires à l'intérieur des panneaux solaires absorbent l'énergie et génèrent de l'électricité en courant continu (CC).
  1. Le câblage et les circuits reliés aux panneaux solaires recueillent l'électricité en courant continu et la font passer par un onduleur pour la convertir en courant alternatif (CA).
  1. Le courant alternatif est ensuite transmis à la boîte à fusibles existante de votre maison et l'énergie est distribuée dans toute la maison pour alimenter tous vos appareils.
  1. (facultatif) De plus, l'électricité qui n'est pas utilisée pour alimenter votre maison peut généralement être envoyée vers le réseau électrique (géré par les compagnies de services publics) ou pour charger une batterie pour une électricité de secours.

Le processus global des systèmes solaires photovoltaïques est assez simple et peut se résumer à quatre étapes. Les panneaux solaires sont construits avec des technologies permettant de convertir les rayons du soleil en énergie et les nombreux composants des systèmes solaires PV s'occupent du reste. Vous en saurez plus sur chaque composant dans notre prochain blog.

Il est important de noter que l'utilisation de l'énergie solaire ne signifie pas que vous êtes laissé dans le noir par les compagnies de services publics (sans jeu de mots). Vous pouvez toujours obtenir une partie de l'électricité du réseau pour compléter votre consommation d'énergie la nuit ou les jours de pluie, lorsque les cellules solaires n'ont pas la lumière du soleil nécessaire pour produire de l'électricité. Vous pouvez donc utiliser votre électricité en toute tranquillité, en sachant que vous économisez de l'argent et que vous avez un impact positif sur l'environnement.  

Allez-vous rejoindre le mouvement solaire ? Faites partie des quelque 4 millions de foyers américains dotés d'installations solaires en 2023⁵ - c'est la nouvelle grande affaire.

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Références

1 https://www1.eere.energy.gov/solar/pdfs/solar_timeline.pdf  

2 https://www.energy.gov/eere/solar/solar-energy-united-states

3 https://www.seia.org/initiatives/climate-change#:~:text=À travers%20Q2%2020%2C%20les%20États-Unis,tonnes%20d'émissions%20de%20dioxyde%20de carbone.

4 https://www.nsenergybusiness.com/features/solar-power-countries-installed-capacity/  

5 https://pv-magazine-usa.com/2020/09/04/which-us-cities-have-the-highest-proportion-of-solar-powered-homes/  

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