Comment fonctionne le photovoltaïque ?

Le photovoltaïque utilise l'énergie naturelle du soleil, le centre de notre univers, dont l'énergie est disponible gratuitement pour tous. Cette technologie respectueuse du climat permet de s'affranchir en grande partie des fluctuations de prix des fournisseurs d'énergie. L'électricité produite à partir de l'énergie solaire peut être utilisée par l'utilisateur ou injectée dans le réseau électrique. L'électricité solaire est en outre écologique dans sa production - et la source d'énergie est disponible presque indéfiniment. Pour toutes ces raisons, le photovoltaïque est revenu sur le devant de la scène et peut désormais faire valoir tous ses avantages. Dans ce qui suit, vous apprendrez comment fonctionne le photovoltaïque, quels sont les avantages et les inconvénients de cette technologie et à quoi il faut faire attention en particulier.

Comment la lumière du soleil produit-elle de l'électricité ?

La technologie permettant de produire de l'électricité à partir de la lumière du soleil repose sur ce que l'on appelle l'effet photovoltaïque ou photoélectrique. Comme le rayonnement solaire se capte le mieux sur les toits, c'est généralement là qu'il se produit. Qu'il s'agisse d'une petite installation solaire sur une maison individuelle ou d'une installation industrielle, l'installation photovoltaïque fonctionne en principe toujours de la même manière : la lumière du soleil tombe sur les cellules solaires, qui produisent alors du courant continu. Les matériaux semi-conducteurs des cellules solaires, généralement composés de silicium, excitent les électrons. Ceux-ci se déplacent ensuite et génèrent de l'électricité grâce à l'énergie cinétique.

Les différentes cellules solaires - l'élément essentiel d'une installation photovoltaïque - sont reliées entre elles pour former des modules solaires plus grands, qui sont à leur tour reliés entre eux pour former un générateur solaire. L'onduleur transforme le courant continu produit en courant alternatif. Le gestionnaire d'énergie l'injecte ensuite directement dans le réseau électrique public ou privé via des câbles électriques. En cas d'injection dans le réseau électrique public, un compteur assure une facturation correcte.

Le réseau basse ou moyenne tension, dans lequel l'énergie produite est injectée, constitue alors le réservoir d'énergie. En règle générale, l'injection et la consommation ne sont pas synchronisées dans la maison. Les régions qui ne sont pas reliées au réseau utilisent des systèmes dits isolés, avec un stockage d'énergie sous forme de batterie.

Le principe est le suivant : plus le soleil brille, plus il est possible de produire de l'électricité solaire.

Les avantages du photovoltaïque

Les installations photovoltaïques fonctionnent silencieusement, nécessitent peu d'entretien et ont une durée de vie de plus de 20 ans.

Énergie

Outre le fait que l'énergie solaire est librement disponible, les installations photovoltaïques produisent de l'électricité même lorsque le rayonnement solaire est faible. Elles permettent en outre un approvisionnement en électricité indépendant des grands fournisseurs d'électricité. Le fait que la majeure partie de l'électricité soit consommée là où elle est produite soulage les réseaux électriques et tend à réduire la nécessité de construire des lignes à haute tension pour le transport de l'électricité. L'électricité produite peut également être utilisée la nuit et/ou en cas de mauvais temps grâce au stockage solaire. Une voiture électrique peut également être combinée à une installation photovoltaïque.

Environnement

L'électricité écologique supplante l'électricité nucléaire ou à base de charbon, car pour chaque kilowattheure d'électricité solaire, la même quantité d'énergie produite de manière conventionnelle est produite en moins. Cela accélère le tournant énergétique et constitue donc également une action active contre le réchauffement climatique. Les installations photovoltaïques fonctionnent sans émission de CO², ce qui réduit la consommation de combustibles fossiles (pétrole et gaz).

De plus, les trajets de transport pour les combustibles fossiles et renouvelables (bois) sont supprimés avec une installation photovoltaïque. La dépense énergétique nécessaire à la production d'électricité et l'énergie produite par l'installation solaire s'amortissent au bout de quelques années.

Investissement

Grâce aux subventions de l'État et aux crédits possibles, l'investissement dans une installation photovoltaïque ne prend pas trop de temps à être amorti. De plus, le surplus d'électricité est subventionné par le tarif d'achat photovoltaïque et les frais courants sont assez faciles à gérer. Ces facteurs permettent d'amortir rapidement les coûts d'acquisition, même si la durée réelle dépend bien sûr des conditions individuelles. À long terme, l'aspect écologique est également un avantage pour nous tous.

Inconvénients d'une installation photovoltaïque

Là où il y a de la lumière, il y a aussi de l'ombre, et cela vaut aussi pour le photovoltaïque, au sens propre du terme - même si, dans l'ensemble, les avantages l'emportent. L'onduleur joue ici un rôle décisif. Les avis sur sa durée de vie sont très partagés, mais il est réaliste de penser qu'il doit être remplacé au moins une fois. Cela peut être nécessaire après dix, quinze ou vingt ans.

Énergie

La puissance d'une installation photovoltaïque dépend de l'endroit où elle se trouve, c'est pourquoi plus l'installation est située au sud, plus elle produit d'électricité. Les modules solaires ne fonctionnent pas sans rayonnement solaire. En cas de mauvais temps persistant, on n'est donc plus aussi indépendant de l'électricité produite par ailleurs que l'on aurait pu le souhaiter.

Environnement

Même si le caractère écologique de l'électricité produite par une installation photovoltaïque est régulièrement mis en avant, la production d'une telle installation nécessite une dépense énergétique relativement élevée.

Investissement

L'investissement initial dans une installation photovoltaïque est relativement élevé, les modules solaires représentant les deux tiers de l'investissement. Certes, le soleil est une source inépuisable et gratuite. Toutefois, la production d'électricité solaire n'est pas gratuite. Même si les installations photovoltaïques sont devenues nettement moins chères ces dernières années, il faut investir une somme élevée à quatre chiffres pour la technique ainsi que pour l'installation. Il peut s'écouler plus de dix ans avant que le prix ne soit amorti. C'est pourquoi, avant d'opter pour une installation photovoltaïque, il convient de se procurer des informations exactes et de consulter des experts qui fournissent des informations véridiques sur les avantages et les inconvénients.