De quoi sont faits les panneaux solaires ?
Sans aucun doute, l’énergie solaire est l’une des options d’énergie verte les moins chères et les plus propres disponibles sur le marché. Les gens sont encore perplexes quant à la façon dont quelque chose comme l’énergie solaire photovoltaïque peut être abordable et efficace tout en fournissant une énergie de qualité watt après watt.
Pour répondre à la question posée, nous devrons comprendre la structure de base des panneaux solaires, comment ils sont fabriqués, comment fonctionne l'énergie solaire et les différentes parties des panneaux solaires. Les panneaux facilement disponibles sur le marché sont constitués de différentes cellules telles que du silicium monocristallin, à couche mince ou un matériau polycristallin.
- Quels sont les différents composants utilisés dans la fabrication des panneaux solaires ?
- Que sont les panneaux solaires monocristallins, polycristallins et amorphes ?
- Points clés liés aux panneaux solaires
Quels sont les différents composants utilisés dans la fabrication des panneaux solaires ?
Les éléments utilisés pour construire les cellules des panneaux solaires sont presque les panneaux solaires eux-mêmes. Dans le processus de construction de panneaux solaires, six composants différents sont assemblés en coopération pour construire un module solaire fonctionnel.
Les composants réunis pour fabriquer un panneau solaire fonctionnel sont des feuilles de verre, un fil standard de 12 V, un fil omnibus, un cadre métallique et des cellules solaires en silicium. Si fabriquer différentes choses est votre passe-temps et que vous êtes curieux de savoir de quoi sont faits les panneaux solaires, je ne vous ferai plus attendre, passons directement à la liste pour que vous puissiez fabriquer les vôtres, par vous-même. Un panneau solaire est constitué des matériaux suivants :
Feuille de verre
Une feuille de verre est en fait une fine couche de verre, d’une épaisseur de près de 6 à 7 millimètres. Il fonctionne comme un protecteur pour les cellules solaires en silicium. Les panneaux solaires de qualité supérieure sont constitués de feuilles de verre sur la surface supérieure des modules solaires pour ajouter résistance et durabilité au silicium photovoltaïque et à ses éléments.
Les fabricants ont en outre ajouté une couche protectrice à l’arrière du panneau. De plus, une feuille de protection et un boîtier d'isolation sous l'intérieur du verre ont été placés, ce boîtier et cette feuille sont utilisés pour réduire la chaleur et maintenir l'humidité à l'intérieur du panneau.
Boîtier d'isolation
Le boîtier d'isolation est très important car l'échauffement du panneau peut entraîner une réduction de la capacité de puissance. Les producteurs doivent opter pour des feuilles et des boîtiers d'isolation de très grandes longueurs afin de s'assurer que la lumière est parfaitement captée par les panneaux sans être surchauffée.
Cellules solaires au silicium
La première forme de technologie des cellules solaires et le composant principal des panneaux solaires sont les cellules solaires en silicium. Il est utilisé dans les appareils électriques comme facteur principal depuis des décennies. Lorsque la « première génération » de panneaux solaires a été introduite, elle s'est emparée de 90 % du marché des cellules solaires.
La lumière du soleil est convertie en électricité par des cellules solaires en silicium utilisant l'effet photovoltaïque. Entre les panneaux de verre, ils sont fortement unis dans une structure matricielle. Ces cellules se connectent et interagissent avec la plaquette de verre par laquelle la charge est produite et jouent un rôle clé dans un panneau solaire.
Fabriquer des cellules solaires
Le mélange de cristallin et de bore ou de gallium est connu sous le nom de cellules solaires de type P ou de type N qui créent un lingot de silicium. Les cellules sont conçues pour conduire l’électricité en ajoutant du phosphore au mélange. Ensuite, le lingot de silicium est découpé en fines couches et recouvert d’une feuille antireflet. Après cela, de fins morceaux hachés sont ensuite découpés en cellules pour en faire des conducteurs électriques.
Liaison de cellules solaires pour créer un panneau
Une fois que le phosphore confère une charge électrique aux plaquettes de silicium, les cellules solaires sont reliées les unes aux autres par des connecteurs métalliques. Ce processus est appelé soudure ou liaison.
Placer une feuille arrière, une couche de verre avant et un cadre
Sous les cellules solaires se trouve une feuille de protection, généralement constituée d’un matériau de haute qualité, ultra-durable et solide. Une fois placée, une fine couche de feuille de verre est installée sur le dessus des cellules solaires pour filtrer les rayons du soleil dans les cellules solaires. Une colle appelée éthylène-acétate de vinyle est utilisée dans le processus de collage de la fine couche de la feuille. Désormais, un cadre est entouré de tous ces éléments.
Pose de la boîte de jonction
Une fois qu'un panneau solaire est prêt, une boîte de jonction y est connectée. Une boîte de jonction est utilisée pour éviter tout dommage ou dommage au câblage du panneau solaire afin de maintenir le flux d'énergie du panneau vers l'onduleur et d'arrêter le flux d'électricité dans le sens inverse.
Cette programmabilité est cruciale dans les conditions où le panneau solaire ne produit pas d'énergie en raison d'un défaut, dans lesquelles le panneau lui-même utilise toute l'énergie qu'il a produite. Une boîte de jonction arrête le flux inverse de l’électricité pour vous assurer de tirer le meilleur parti de son avantage.
Tests de qualité
Avant qu'un panneau solaire soit livré sur le marché, il est analysé professionnellement dans des conditions de test standard (STC) pour s'assurer qu'il offre ses meilleures performances, son efficacité et tous les services que le fabricant a promis dans ses annonces ou ses fiches techniques.
Cadre métallique
Il y a de nombreux avantages à avoir un cadre métallique pour vos panneaux solaires, tels que la protection contre différentes conditions météorologiques et situations critiques, l'amélioration de la durabilité et le maintien des différentes parties du panneau solaire ensemble.
Câblage
Fil standard 12 V
Il s’agit essentiellement d’un circuit électrique basse tension principalement utilisé dans les batteries pour produire de grandes quantités d’énergie électrique. Une maison nécessite plus d’énergie électrique qu’un magasin, ce qui signifie que nous aurons besoin de gros câbles 12 V. La quantité d'énergie transférée à votre onduleur est contrôlée par un fil standard de 12 V. Ainsi, l'utilisation d'un fil de qualité efficace donne également un coup de main au module pour optimiser son fonctionnement.
Fils de bus
Les câbles bus sont utilisés pour la connexion parallèle des cellules solaires en silicium les unes aux autres. Ces fils sont recouverts d'une fine couche de soudure afin de pouvoir être facilement soudés à l'avenir et sont suffisamment épais pour transporter facilement des charges électriques.
Que sont les panneaux solaires monocristallins, polycristallins et amorphes ?
Les panneaux solaires sont constitués de dizaines d’éléments différents, le silicium étant l’élément le plus important. Le silicium est un matériau semi-conducteur et il peut agir comme conducteur et isolant dans différentes conditions. Cependant, contrairement à un métal classique, le silicium conduit mieux l’électricité à mesure que la température augmente. Dès que les rayons lumineux se propagent sur les cellules de silicium, les électrons présents dans celles-ci se mettent en mouvement, ce qui finit par faire circuler l’électricité. Cet événement est appelé effet photovoltaïque.
Les panneaux fabriqués à partir de ces cellules se présentent sous différentes modifications comme suit :
1) Panneau solaire monocristallin
2) Panneau solaire polycristallin
3) Panneau solaire amorphe
Panneaux solaires monocristallins
Ces panneaux sont fabriqués sous forme de tranches de silicium et sont fabriqués à partir d'un seul bloc de silicium massif. La découpe d'une plaquette de silicium est incluse dans le processus de production afin qu'elle puisse être fixée à la surface des panneaux solaires. Des études ont montré que les cellules solaires monocristallines sont bien plus efficaces que les cellules solaires polycristallines. La fabrication de plaquettes monocristallines nécessite une grande quantité de main d’œuvre et est évidemment plus coûteuse que les cellules solaires polycristallines. Les panneaux solaires constitués de cellules monocristallines sont de couleur noire.
Panneaux solaires polycristallins
Les cellules solaires polycristallines sont également des cellules de silicium, mais au lieu de couper le bloc et de le diviser en tranches, elles sont extraites en faisant fondre complètement des cristaux de silicium. Après avoir fondu un grand nombre de molécules de silicium, elles sont elles-mêmes fusionnées dans le panneau solaire. Comme nous l'avons mentionné ci-dessus, les cellules solaires monocristallines sont bien plus efficaces que les cellules solaires polycristallines, ce qui signifie que les cellules polycristallines sont faibles et moins chères que les monocristallines. La couleur des panneaux solaires polycristallins est une teinte bleuâtre.
Panneau solaire amorphe
Enfin, nous avons un panneau solaire amorphe. Les cellules de silicium amorphe produisent des matériaux principalement utilisés dans les panneaux solaires à couches minces. Les cellules solaires amorphes sont fixées à différents types de corps tels que le verre, le plastique ou le métal en raison de leur corps non cristallin. Pour cela, l’énergie solaire en couche mince est la fixation parfaite pour les cellules solaires amorphes car elles sont flexibles et minces, ce qui les différencie d’un panneau standard. Par conséquent, les cellules solaires amorphes sont plus inefficaces que les cellules solaires monocristallines et les cellules solaires polycristallines.
Points clés liés aux panneaux solaires
- Les panneaux solaires peuvent fournir à votre propriété une énergie propre tout en restant légers dans votre poche.
- Les panneaux solaires sont principalement constitués de 3 types de matériaux : le verre, le métal et le semi-conducteur en silicium.
- Les panneaux solaires d'excellente qualité sont normalement constitués de silicium monocristallin ou polycristallin
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