1. Cellule et panneau photovoltaïque

La lumière est reçue par une cellule photovoltaïque. Cette cellule transforme l'énergie lumineuse, qui est une énergie renouvelable et non polluante, en énergie électrique. Animation flash du CEA.

Une cellule photovoltaïque récente est capable de fournir entre ses deux bornes de connexions une tension continue de 0,5 Volt, et un courant maximal d'environ 3,5 Ampères.
Pour obtenir une tension plus élevée, il est nécessaire d'assembler plusieurs cellules en série. Pour obtenir un courant plus fort, il faut un assemblage des cellules en dérivation.

Les panneaux solaires vendus dans le commerce sont un assemblage de cellules photovoltaïques, et il faut plusieurs panneaux solaires pour fournir l'énergie suffisante à une maison. Ci-dessous, une partie d'un champ de panneaux solaire situé dans le sud de la France (plateau de Valensole). Remarquez les dimensions importantes du site.

2. Nécessité d'un onduleur

Le réseau électrique d'une habitation fonctionne avec une tension alternative. La tension fournie par un panneau photovoltaïque est continue. Pour pouvoir utiliser l'énergie d'un panneau photovoltaïque, il est donc nécessaire de transformer la tension continue en tension alternative. C'est le rôle de l'onduleur.
L'onduleur permet également de maintenir une tension de sortie stable à 230 V malgré les inévitables variations de production des panneaux.

3. Stockage de l'énergie

L'inconvénient majeur des panneaux photovoltaïque est qu'ils sont inopérants la nuit. Hors c'est souvent le soir que nous avons besoin d'électricité, pour la cuisine, l'éclairage, la télévision, le chauffage, etc.
Il y a donc deux options :

• La revente de la production électrique le jour afin de compenser la facture électrique.
• Le stockage de l'électricité dans des batteries.

La revente nécessite une connexion au réseau EDF au travers d'un compteur. Le stockage est surtout intéressant sur les petites unités isolées (borne de secours sur les autoroutes, éclairage de jardin). Pour une habitation le stockage nécessite un volume de batteries nettement plus importants.

4. Questions

1. La production des panneaux photovoltaïques dépend-elle du besoin du consommateur d'électricité ?
2. Pourriez vous estimer la durée de production d'un panneaux solaire sur une journée complète ?
3. Que devient la production d'électricité des panneaux photovoltaïques si l'utilisateur est absent de chez lui ?
4. L'énergie reçue par un panneau photovoltaïque est-elle d'origine fossile ou renouvelable ?