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Cellule photovoltaïque : comment ça marche ?

Aujourd’hui, les entreprises, particuliers et collectivités peuvent produire, vendre et consommer une partie de leur électricité en s’équipant de panneaux solaires. Pour fonctionner, ils sont composés de cellules photovoltaïques. Elles permettent de capter l’énergie solaire pour générer du courant électrique. Comment fonctionne une cellule photovoltaïque ? Comment produit-elle de l’électricité ?

Quel est le rôle de la cellule photovoltaïque ?

Le photovoltaïque est une technologie qui consiste à capter l’énergie solaire (les photons) et la convertir afin de générer de l’énergie électrique. Cette captation se fait grâce aux cellules photovoltaïques.

À elle seule, une cellule ne produit qu’une faible puissance électrique et ne peut alimenter que des objets nécessitant peu d’énergie, comme une montre ou une calculette. Associées ensemble, elles peuvent faire l’objet d’usages très variés allant de la fabrication de panneaux solaires à des satellites envoyés dans l’espace.

Un panneau solaire (ou module photovoltaïque) est un capteur constitué de plusieurs cellules photovoltaïques assemblées ensemble en plusieurs séries. Ces cellules étant fragiles, elles sont généralement recouvertes :
– d’une couche de verre pour les protéger des chocs et des intempéries. Elle permet également d’augmenter l’éclairage diffus et capter la lumière pour un rendement optimal ;
– d’un encapsulant qui permet d’isoler électriquement les cellules.

Le panneau solaire est ensuite posé (en surimposition ou en intégration) sur une toiture, un toit-terrasse, au sol, en ombrières de parking… ou à tout endroit bénéficiant d’un ensoleillement optimal.

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Comment une cellule photovoltaïque génère-t-elle de l’électricité ?

 Pour qu’une cellule photovoltaïque génère de l’électricité, le mécanisme est le suivant :

  1. la lumière naturelle émise par le soleil dégage des « paquets d’énergie » (ou des minuscules ondes électromagnétiques) appelés les photons ;
  2. ces photons vont venir percuter un matériau semi-conducteur : le silicium. Avec le choc, cela va “exciter” les électrons qui vont alors se déplacer au sein du conducteur métallique ;
  3. ce métal ne permet le déplacement des électrons que dans un sens unique : pour revenir à leur place, ils vont alors devoir emprunter un circuit extérieur ;
  4. c’est ce « déplacement » d’électrons qui engendre du courant continu.

Pour alimenter des appareils électriques et pouvoir être réinjecté dans le réseau, le courant continu doit être converti en courant alternatif : c’est le rôle de l’onduleur solaire.

Zoom sur le recyclage des panneaux photovoltaïques EDF ENR
Pour répondre aux enjeux de la gestion des déchets, les panneaux solaires EDF ENR sont composés en silicium – un matériau recyclable à l’infini – et utilisent la technologie « cristalline ». 95 % de ses matériaux peuvent être recyclés : pour leur donner une seconde vie, déposez-les dans votre point d’apport volontaire. La liste est à retrouver sur www.pvcycle.fr.

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