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INFORMATIONS TECHNIQUES Voici quelques informations techniques générales liées au solaire photovoltaïque. La page est en construction, mais nous aborderons déjà les thèmes suivants: Le rendement d'un module photovoltaïque, qu'est-ce que c'est? Les differents types de cellules photovoltaïques Le rendement d'un module photovoltaïque On entend souvent parler de différences de rendement entre les divers modules sur le marché. Nous avons pu nous rendre compte sur le terrain que le terme "rendement" est souvent interprété de manière inappropriée par ceux qui, désireux d'aquérir des connaissances dans le domaine de l'énergie solaire photovoltaïque, se sont plongés dans la lecture de divers écrits et autre documentations techniques sur le sujet. Chacun y va souvent de son interprétation personnelle sur ce que cela signifie, la plus commune étant qu'un module avec un meilleur rendement offrira une production annuelle, et donc des gains financiers supérieurs. Cela pourrait paraitre logique, pourtant il n'en est rien! Qu'est-ce que le rendement? C'est la rapport qui existe entre la surface d'une cellule photovoltaïque et sa production électrique. Il s'exprime en Watt-crête par m² (Wc/m²) On emploie le terme de rendement lorsque l'on parle de la puissance d'un cellule composant le module par rapport à sa surface , et rendement surfacique lorsqu'on parle de la puissance d'un module entier par rapport à sa surface.
Le rendement du module est donc toujours légèrement inférieur au rendement de la cellule, puisqu'il existe du vide entre les cellules, ainsi que le cadre en aluminium. On considère donc uniquement 2 facteurs lorsque l'on parle de rendement en photovoltaïque: La taille de la cellule, ou du module, et sa puissance électrique.
Et qu'en est-il de la production annuelle du module? La production annuelle ,exprimée en KWh, est le produit de la puissance crête (KWc) par le nombre d'heures équivalent plein soleil.
Elle n'a donc rien à voir avec le rendement . Si l'on considère 2 modules de puissance identique, avec des rendements différends, le module au rendement supérieur sera donc de taille plus réduite que celui de rendement inférieur, alors que tous deux développeront très sensiblement la même puissance! Prenons un exemple: Module Sharp NU180E1 monocristallin Puissance :180Wc dim:1318X994mm Module Sharp ND170E1F polycristallin Puissance :170Wc dim:1318X994mm Ces deux modules ont strictement les mêmes dimensions, pourtant, il y en a un qui produit 10Wc de plus, à taille égale. C'est parce que ce dernier a un meilleur rendement surfacique. Mais si nous constituons deux générateurs avec plusieurs modules, dont un des générateur est conposé de modules au rendement supérieur, et que tous deux font la même puissance (Wc) , les productions solaires seront extrêmement proches dans un cas comme dans l'autre. Le générateur au rendement inférieur, aura par contre à puissance égale une surface plus importante. Le rendement d'un module est donc peu important, dès lors que l'on est pas limité en place. La technologie du silicium monocristallin, qui offre le meilleur rendement, est cependant un peu plus onéreuse que la technologie polycristalline. On réservera donc en priorité le monocristallin lorsque on manque de surface disponible, ou bien lorsqu'on veut installer le maximum de puissance crête sur une surface donnée. Dans les autre cas, le silicium polycristallin est très bien adapté, et ne constitue en aucun cas un choix de second ordre par rapport au monocristallin. Chez SIMA ENERGIE, nous utilisons indifféremment les 2 technologies mono et polycristallines, et ne cherchons pas à en dénigrer une par rapport à l'autre.Toutes deux sont très bonnes et adaptées à différents cas. Mais nous voulions juste avec ces quelques lignes, démystifier un peu ce terme de rendement, qui prête si souvent à confusion. Voir le matériel que nous utilisons Nous parlerons ci dessous des différents types de cellules, et de leurs rendements respectifs
Les différents types de cellules photovoltaïques Les cellules polycristallines : Elles sont fabriquées à base de silicium polycristallin. On les a souvent opposées aux cellules monocristallines, les accusant de présenter un rendement inférieur au monocristallin. Ce fut vrais de par le passé, mais l'écart qui sépare ces deux technologies est maintenant très réduit, et leur fabrication, aujourd'hui très bien maitrisée, associée au prix de revient inférieur, en fait maintenant la technologie la plus utilisée sur le marché du photovoltaïque : plus de 50% du marché mondial Leur rendement est de l'ordre de 12 à 14%, et leur fiabilité dans le temps, est éprouvée depuis de nombreuses années.
Les cellules monocristallines :
Elles sont fabriquées à partir de silicium monocristallin. Leur fiabilité est également éprouvée depuis de nombreuses années. Le rendement se situe entre 13 et 16%, voire maintenant plus avec l'apparition de cellules à haut rendement de l'ordre de 20% Leur fabrication est aussi très bien maitrisée, mais leur cout est supérieur à celui du polycristallin, et ces cellules représentent environ 35% du marché mondial. Attention cependant, dans la course au rendement, à ne pas oublier certains aspects : Le rendement d'une cellule, n'est autre qu'une relation entre la surface de la cellule, et sa production électrique. Il s'agit bien ici de la surface de la cellule, et non de celle du module. Le rendement d'un module aura donc uniquement une influence sur la taille de celui-ci. Un champ solaire de 1000wc en monocristallin sera donc légèrement plus petit qu'un champ de 1000wc en polycristallin. La production électrique sera elle, sensiblement la même dans un cas comme dans l'autre. Si l'on est limité en surface disponible, il est donc intéressant d'opter pour du monocristallin, afin d'augmenter la puissance crête.
Le silicium amorphe
Ces cellules sont également fabriquées de longue date, et leur fabrication est très bien maitrisée. On applique cette technologie en couche mince sur des supports très divers, qui peuvent être souples, ou rigides. Leur principal avantage est le prix, assez en dessous de celui des technologies poly et monocristallines. Leur rendement est cependant bien inférieur : 10%, et on observe une chute du rendement à 6% dans les 2 ans qui suivent l'installation. Ce rendement se maintient ensuite au fil des années. Cette technologie est souvent, mais pas uniquement, utilisée pour les très grande installations connectées au réseau, du fait de leur faible cout. Un autre aspect intéressant, est celui de la largeur du spectre lumineux utile, qui est supérieure à celui des mono et polycristallines ; en d'autres termes, et pour simplifier, cela signifie que les modules photovoltaïques amorphes ont une production électrique qui chute un peu moins en cas de faible ensoleillement. Certains n'hésitent pas à affirmer que le silicium amorphe fonctionne à l'ombre! C'est faux et archi-faux. Un module photovoltaïque de quelque nature qu'il soit aura une production proche de zéro, s'il est exposé à l'ombre. Mais cet argument de fonctionnement à l'ombre, a permis à certains ,peu scrupuleux, ou totalements incompétents , de vendre des chantiers mal exposés...
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