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RÉSUMÉ
Cet article traite de la technologie des panneaux photovoltaïques et de son évolution au fil des ans. Seront également abordés les différents types de panneaux existant sur le marché, leur fonctionnement ainsi que leur installation.
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Natacha BELLOIR : Conducteur d’opération - Ministère des Armées
INTRODUCTION
Découvert par Becquerel en 1839, l’effet photovoltaïque est le fondement de la production d’énergie solaire. Le principe est la conversion en électricité d’une partie du rayonnement du soleil, donc de l’énergie des photons.
Ce sont les progrès de l’industrie des semi-conducteurs qui ont permis le développement industriel de cette technique. Pour générer un courant électrique dans un semi-conducteur, il faut lui fournir une énergie supérieure à la valeur du gap, pour ainsi extraire des électrons de la bande de valence et les déplacer dans la bande de conduction. L’électron sortant laisse un trou vacant, qui est comblé par un autre électron, qui lui-même libère un autre trou : un courant est ainsi établi.
Actuellement, la technologie des cellules au silicium ou autres couches minces, ainsi que les techniques de dopage de ces matériaux, sont correctement maîtrisées et de plus en plus efficaces. Les recherches tentent d’optimiser le rendement, l’abaissement des coûts de fabrication de ces produits mais également l’impact environnemental.
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Principe des semi-conducteurs
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1. Aspects généraux
1.1 Historique
Lorsque le rayonnement du soleil frappe une cellule photovoltaïque, une partie de l’énergie des photons émise par la lumière solaire est directement convertie en électricité. Cette propriété est au centre de toute installation photovoltaïque.
L’effet photovoltaïque a été observé pour la première fois par A. Becquerel en 1839 entre des électrodes de platine et de cuivre oxydé, plongées dans un électrolyte acide exposé à la lumière.
En 1877, W.G. Adams et R.E. Day observent le même phénomène sur un solide : le sélénium.
En 1940, Adler montre que la tension de circuit ouvert d’une pile varie comme le logarithme de l’intensité d’illumination, alors que le courant varie d’une façon linéaire. R.S. Ohl obtient en 1941 la première réalisation d’une liaison p-n dans le silicium.
HAUT DE PAGE1.2 Développement industriel
Le développement des cellules solaires a suivi les progrès de l’industrie des semi-conducteurs, en particulier ceux de l’industrie du silicium qui constitue le principal matériau à partir duquel sont fabriquées les cellules.
Les premières cellules ont été conçues pour permettre une alimentation électrique fonctionnant plusieurs années sur les satellites. Les grandes sociétés de l’électronique ont développé cette technologie pour alimenter des sites isolés tels que balises, pompages de l’eau, refuges de montagne, etc., ou les instruments de mesure, la télécommunication.
La technologie des cellules au silicium est actuellement parfaitement maîtrisée et les nouveaux développements se concentrent sur l’amélioration du rendement, l’abaissement des coûts de fabrication et la diminution de l’impact environnemental.
HAUT DE PAGE1.3 Recherche scientifique
La recherche s’est diversifiée au fil du temps, notamment, sur une période, grâce aux cellules pérovskite. La pérovskite est un minéral assez rare mais dont la structure peut être reproduite facilement grâce à des éléments bien...
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Aspects généraux
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
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Installations électriques à basse tension – Règles - PR NF C15-100 -
-
Installations électriques à basse tension – Guide pratique – Installations photovoltaïques sans stockage et raccordées au réseau public de distribution - UTE C15-712-1 -
-
Installations électriques à basse tension – Guide pratique – Installations photovoltaïques autonomes non raccordées au réseau public de distribution avec stockage par batterie - UTE C15-712-2 -
-
Installations photovoltaïques avec dispositif de stockage et raccordées à un réseau public de distribution - XP C15-712-3 -
-
Transformation directe de l’énergie solaire en énergie électrique – Paramètres descriptifs d’un système photovoltaïque sur site - UTE C57-300 - (Mai 1987)
-
Modules photovoltaïques (PV) au silicium cristallin pour application terrestre – Qualification de la conception et homologation - NF EN 61215 -
-
Modules...
ANNEXES
DUAL SUN – Fabricant de panneaux solaires français
SUN POWER – Fabricant de panneaux solaire américain
QCELLS – Fabricant de panneaux solaire allemand
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