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Comment fonctionne un panneau photovoltaïque ?

Solaire

Les panneaux photovoltaïques ne créent de l’électricité que lorsqu’ils sont exposés au soleil. Cependant, on peut stocker leur énergie pour alimenter les réseaux hors des périodes d’ensoleillement. Pour comprendre ce phénomène, revenons d’abord sur le fonctionnement d’un panneau solaire.

Les panneaux solaires sont composés de cellules photovoltaïques qui créent des courants électriques à partir d’une réaction enclenchée par les rayons du soleil. Mais comment définir un courant électrique ? Dit simplement, c’est une circulation d’électrons (particules élémentaires avec une charge négative qui gravitent autour du noyau d’un atome) entre une borne négative (chargée en électrons) et une borne positive (qui peut accueillir plus d’électrons). On peut illustrer ce principe avec une pile : une fois les bornes positives et négatives reliées entre elles, se crée un courant électrique. Si l’on branchait une lampe à ce circuit, elle serait alimentée et émettrait de la lumière.

Il en va de même pour les cellules photovoltaïques, composées de silicium. Une des propriétés de ce matériau est de faire circuler les électrons d’un atome à l’autre sous l’effet de la lumière. Pour générer un courant électrique, il faut permettre aux électrons présents dans le silicium de se déplacer d’atomes en atomes, entre une borne négative et une borne positive. C’est dans ce but que les panneaux solaires sont composés de deux couches de silicium. La première est exposée à la lumière et comporte un ajout de phosphore, un matériau qui possède plus d’électrons que le silicium. La seconde contient, elle, du bore, un matériau qui possède moins d’électrons que le silicium. De ce fait, les électrons se déplaçant grâce à l’action du soleil dans le silicium circulent de la couche négative exposée à la lumière (qui possède un surplus d’électrons), vers la couche positive (qui a un déficit d’électrons). Cette circulation d’électrons génère l’électricité produite par les panneaux solairespour alimenter les réseaux.

Que se passe-t-il quand le panneau photovoltaïque n’est pas directement exposé au soleil, ou que ce dernier est masqué par un nuage ?

Cette baisse d’ensoleillement se traduit par une baisse de la production d’électricité : la lumière est toujours présente, mais en moindre quantité. La nuit, le soleil est masqué par l’ombre de la Terre et la production s’arrête.
Ce phénomène conduit donc à une intermittence dans la production d’énergie. Pour lisser cette production, il est possible de recourir à des centrales équipées de batteries, qui, lors des pics de production, se chargent en électricité afin de la restituer lorsque la production diminue.

Découvrez comment fonctionne ce type de centrale.

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