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Qu’est-ce que le rendement photovoltaïque ?

Rendement Photovoltaïque Image par Roy Buri

Energie

Qu’est-ce que le rendement photovoltaïque ?

Par la rédaction

Le 07/05/2020 et modifié le 09/03/2021

L'énergie solaire a toujours fasciné les hommes. Dans l'Antiquité la flamme olympique était allumée à l'aide du soleil et de miroirs. Au 17e siècle Salomon de Caus invente une pompe solaire et Antoine Bequerel découvre l'effet photovoltaïque au 19e siècle.

Dès lors plusieurs tentatives ont eu lieu pour créer des cellules photovoltaïques capables de convertir l'énergie solaire en électricité. Il faudra pourtant attendre la toute fin du 20e siècle pour voir cette technique commercialisée. 

L'installation de panneaux photovoltaïques est une solution respectueuse de l'environnement pour alimenter son domicile, mais pour mener à bien ce type de projet, certains critères doivent être pris en compte, dont le rendement photovoltaïque

Panneaux photovoltaïques : une technique bien maîtrisée

L'énergie solaire est aujourd'hui facilement transformée en électricité grâce à l'utilisation des panneaux photovoltaïques. Ces équipements sont généralement installés sur le toit d'une habitation. Leur rôle est de capter les photons de la lumière solaire qui transfèrent ensuite leur énergie aux électrons présents dans un matériau semi-conducteur générant de l'électricité : la cellule photovoltaïque

Un panneau ou module photovoltaïque est ainsi constitué d'un assemblage de ces cellules placées en série et en parallèle pour fournir une tension et un courant électrique. Pour un panneau solaire, le rendement photovoltaïque représente le rapport entre l'énergie produite par rapport au rayonnement reçu. Il s'agit ainsi de la quantité d'énergie électrique créée en fonction de l'énergie solaire captée.

Généralement exprimé en pourcentage, le rendement d'un panneau photovoltaïque varie en fonction de la technologie utilisée pour la fabrication des cellules, et s'étend de 6 % à plus de 20 %. Des chercheurs du National Renewable Energy Laboratory (NREL) viennent de mettre au point des cellules solaires qui ont atteint le rendement record de 47,1%.

 

À chaque type de cellule photovoltaïque son rendement

Plusieurs technologies existent aujourd'hui pour la fabrication des cellules photovoltaïques, mais la majorité d'entre elles, soit 85 % du marché, sont formées à base du silicium cristallin, un matériau présent en abondance dans la croûte terrestre.        

Les modules photovoltaïques fabriqués à partir des technologies cristallines ont une longue durée de vie, estimée à au moins 25 ans. En fonction de leur type, leur rendement photovoltaïque va par ailleurs varier :

- de 16 % à 24 % pour les panneaux photovoltaïques silicium monocristallin,

- de 14 % à 18 % pour les panneaux photovoltaïques silicium polycristallin.

Outre les technologies cristallines, les panneaux photovoltaïques peuvent également être formés de cellules de silicium amorphes. Dans ce cas, le rendement est moins élevé, oscillant entre 6 % et 9 %.

Les cellules photovoltaïques peuvent également être fabriquées à partir d'autres éléments. À base de polymères organiques ou de pérovskite, diverses technologies sont ainsi en phase de test ou en cours de développement, mais le rendement de ces cellules nouvelle génération est encore non divulgué. 

 

Rendement: d'autres facteurs à prendre en compte 

Outre le rendement du panneau photovoltaïque, de nombreux facteurs supplémentaires influent sur la production d'électricité à partir de l'énergie solaire. Par exemple, le niveau d'ensoleillement ou les conditions de température vont avoir une incidence sur la production d'énergie d'un panneau solaire.

Contrairement à ce que nous pourrions penser, au-delà d'une température de 25°C, son rendement peut diminuer, à raison de - 0,5 % à chaque fois que la chaleur augmente de + 1°C.

L'orientation de l'installation et son inclinaison sont des facteurs importants, car de ces paramètres vont aussi dépendre l'efficacité du dispositif. Généralement, une orientation sud ainsi qu'une inclinaison de 30° du panneau solaire sont recommandées pour profiter de manière optimale de l'énergie issue de lumière solaire.

D'autres facteurs tels que la propreté des panneaux, ainsi que les ombrages peuvent aussi avoir un impact sur l'irradiation, et donc influer sur le rendement des panneaux solaires.

Le rayonnement solaire fait partie des énergies propres, renouvelables et facilement transformables. En installant des panneaux solaires, vous avez accès à une source d'énergie inépuisable tout en limitant votre empreinte écologique. 

Afin de vous assurer un rendement photovoltaïque optimal, pensez en amont à étudier les critères d'optimisation du rendement.

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