Panneaux solaires photovoltaïques monocristallin et polycristallin - rendement et caractéristiques

On distingue actuellement 3 principaux types de panneaux photovoltaïques, qui sont différenciés par le type de cellules qui les composent. Toutes les cellules sont produites à base de silicium, mais les méthodes de fabrication différentes leur donnent des caractéristiques très différentes, notamment en termes de productivité.

LES CELLULES AMORPHES

Les cellules amorphes sont produites à partir d'un "gaz de silicium", qui est projeté sur du verre, du plastique souple ou du métal, par un procédé de vaporisation sous vide.

• La cellule est gris très foncé.
• C'est la cellule des calculatrices et des montres dites « solaires », car ce type de cellule est bon marché et la technologie est utilisable sur de nombreux supports, notamment des supports souples.
• Le problème : son rendement est 2 à 3 fois plus faible que les cellules monocristallines.

LES CELLULES MONOCRISTALLINES

Les cellules monocristallines sont issues d'un seul bloc de silicium fondu, elles sont donc très "pures". Elles offrent le meilleur rendement (entre 13 et 17 %), mais sont aussi plus chères à la production, donc à la vente.

• Ces cellules sont en général octogonales et d'une couleur uniforme foncée (bleu marine ou gris).
• Ces cellules sont les plus performantes, permettant de constituer des panneaux qui produisent le plus d'énergie avec le moins de surface.

LES CELLULES POLYCRISTALLINES

Les cellules polycristallines sont élaborées à partir d'un bloc de silicium cristallisé en forme de cristaux multiples. Vues de près, on peut voir les orientations différentes des cristaux.

• Rendement : 11 à 15 %.
• Coût de production moins élevé que les cellules monocristallines.
• En général de forme rectangulaire, de couleur bleu nuit avec des reflets.

Solaire Photovoltaïque : que signifie la puissance « crête » ?

La puissance « crête » d'une installation photovoltaïque, aussi appelée puissance « nominale », désigne la puissance maximale que celle-ci peut délivrer au réseau électrique. On parle ainsi de watts « crête » (Wc ou Wp en anglais pour « watt peak ») et pour ses multiples les plus courants des kilowatts crête (kWc = 10³ Wc) et des mégawatts crête (MWc = 10⁶ Wc).

Une surface photovoltaïque d'un watt crête peut ainsi fournir un watt de puissance dans des conditions optimales d'ensoleillement et de température au sol, c'est-à-dire :

• Une irradiation solaire de l'ordre d'une puissance de 1 000 W/m² ;
• Une température des panneaux de 25 °C ;
• Un rayonnement solaire traversant 1,5 fois l'épaisseur de la couche atmosphérique (« AM 1.5 » pour « Air Mass »).

Le rayonnement arrive avec une inclinaison de 45° à travers un ciel parfaitement dégagé. Ces conditions correspondent à des valeurs standards d'essai et permettent de mesurer le potentiel de production « idéale » d'un panneau.

Dans les faits, un module photovoltaïque ne fonctionne presque jamais à sa puissance crête, notamment en raison des nuages réduisant l'ensoleillement ou des variations de température.

Le facteur de charge permet de mesurer le rapport entre l'énergie réellement produite par une installation photovoltaïque durant une année (kWh) et l'électricité qu'elle aurait pu fournir en fonctionnant constamment à sa puissance crête.