Les rayons du soleil parcourent 150 millions de kilomètres et mettent 8 minutes pour frapper la planète Terre. C’est notre source la plus lointaine. L’effet photovoltaïque permet de produire de l’électricité par la force mécanique. En effet, pour générer du courant, les autres technologies renouvelables font appel à des génératrices tournantes (alternateurs ou dynamos), actionnées grâce à la vapeur, au vent, à la force de l’eau, aux courants marins, etc.
Mais encore a-t-il fallu apprivoiser l’énergie solaire ! Avant de parvenir à produire de l’électricité directement grâce aux rayons de l’étoile de notre système, l’être humain a dû comprendre ce fameux principe appelé effet photovoltaïque. Depuis sa découverte au 19e siècle, en passant par sa maîtrise dans les années 1950, le monde tel que nous le connaissons a bien changé. L’usage du photovoltaïque devient indispensable pour de nombreuses raisons : sobriété, dérèglement climatique, souveraineté énergétique… La France s’est d’ailleurs fixée des objectifs clairs : il doit représenter 28 % de la production électrique renouvelable d’ici 2028. En cinq questions, essayons de mieux comprendre l’effet photovoltaïque.
Effet photovoltaïque, c’est ainsi qu’on nomme la transformation des rayons du soleil en électricité. Découvert par Edmond Becquerel en 1839, ce phénomène physique se produit lors de la circulation de courant sous l’effet de la lumière. Pour être un peu plus précis, l’effet photovoltaïque désigne la capacité que possèdent certains matériaux, notamment les semi-conducteurs composés de silicium, à convertir les composantes de la lumière du soleil (et non sa chaleur) en électricité.
Le mot “photovoltaïque” est bâti avec le grec ancien “photos” (lumière, clarté), suivi du patronyme d’Alessandro Volta, physicien italien qui a inventé la pile électrique en 1800. Le même qui a donné son nom à l’unité de mesure de la tension électrique, le volt.
En fait, l’effet photovoltaïque est l’un des effets photoélectriques. L’effet photoélectrique, c’est l’émission d’électrons par une surface (souvent métallique) lorsque celle-ci est frappée par des rayons lumineux, composés de photons. Un photon est un paquet d’énergie contenu dans une source lumineuse. Comprenez aussi cela comme l’ensemble des phénomènes électriques qui se produisent dans un matériau sous l’action de la lumière.
L’effet photovoltaïque, quant à lui, est le phénomène qui produit de l’électricité à la suite d’un effet photoélectrique.
On l’a vu, les photons contenus dans les rayons lumineux entrent en contact avec la cellule photovoltaïque. Dans la plupart des cas, celle-ci est composée de deux fines couches : l’une de silicium en surface, l’autre de bore, deux matériaux rares.
Lorsqu’un photon d’énergie suffisante frappe ce matériau semi-conducteur, il arrache un électron (charge négative) au silicium en surface et crée un trou dans le matériau (charge positive). C’est cette fraction qui crée le courant électrique, grâce au mouvement entre les deux charges.
Mais avec une telle logique, pourquoi un rendement compris entre 6 et 30 % (pour une moyenne de 20 %) pour les panneaux solaires ?
Dans un monde parfait, un rendement optimal serait de 100 %. S’il est théoriquement possible de l’atteindre, ce score est loin d’être réaliste en conditions réelles. Le rendement d’un panneau solaire ou de toute une installation, c’est la quantité d’électricité solaire produite réellement par rapport à l’énergie lumineuse reçue par les panneaux. Ce dernier dépend du principe de l’effet photovoltaïque, mais il est surtout soumis à ses nombreuses influences extérieures.
Augmenter le rendement de ses panneaux en jouant sur l’effet photovoltaïque ? C’est a priori impossible. Par contre, augmenter le rendement de son installation solaire dépend des nombreux et variés facteurs cités plus haut.
De plus, veillez à entretenir autant que possible vos panneaux si vous comptez en tirer le maximum. La saleté est un critère essentiel auquel on ne songe pas toujours ! Cela va du nettoyage au contrôle préventif, en passant par la supervision et la maintenance régulière. Encrassés, les modules photovoltaïques peuvent perdre jusqu’à 15 % de leur efficacité. Pensez à les nettoyer de temps en temps : particules de pollution, feuilles mortes, pollens et autres sont autant de filtres indésirables qui empêchent un effet photovoltaïque optimal. Si votre ouvrage est inaccessible, faites appel à une entreprise spécialisée.
Conclusion
De l’esprit des grands scientifiques des deux siècles derniers à votre toiture ou votre abri de jardin, le phénomène qu’on nomme effet photovoltaïque a fait du chemin. Sans doute pas autant que les rayons du soleil qui frappent vos panneaux solaires avant d’irriguer votre système électrique, mais tout de même. Constamment en progrès, cette technologie n’en a pas fini de dévoiler ses secrets et les installations photovoltaïques sont de plus en plus performantes.
Vous avez un doute, une question, ou simplement l’envie d’en savoir plus ? Reportez-vous aux informations de notre guide solaire, la réponse n’est sans doute qu’à quelques clics de distance !
