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Le rayonnement du soleil est une source d’énergie inépuisable. Heureusement, les scientifiques ont déjà mis au point un moyen d’exploiter la puissance du soleil pour le convertir en énergie utile, vaste et propre. C’est la meilleure alternative aux combustibles fossiles compte tenu de son abondance, de sa renouvelable et de ses avantages, il joue donc un rôle très important dans l’avenir de l’industrie de l’énergie partout dans le monde.
Contrairement à ce que la plupart des gens pensent, exploiter la puissance du soleil ne nécessite pas de grandes fermes solaires. En fait, les gens peuvent exploiter la puissance du soleil et la transformer en électricité en utilisant des panneaux solaires sur le toit. Lorsque les photons – l’énergie de la lumière du soleil – frappent le panneau solaire sur le toit, celui-ci convertit les photons en électrons d’électricité à courant continu (CC). L’électricité à courant continu peut s’écouler vers les dispositifs de sécurité électriques. Les panneaux solaires sur le toit sont également équipés d’onduleurs qui convertissent l’électricité en courant continu en courant alternatif (CA) utilisé par de nombreux appareils et appareils ménagers tels que les ordinateurs, les téléviseurs et même les machines à laver.
Système d’exploitation de l’énergie solaire
Les panneaux solaires sur les toits reposent sur la capacité des cellules solaires à exploiter l’énergie du soleil et à la convertir en électricité. C’est un petit semi-conducteur de forme carrée fabriqué à partir de matériaux conducteurs tels que le silicium. Lorsque la lumière du soleil frappe les cellules solaires, elle induit des réactions chimiques qui libèrent les électrons, générant ainsi un courant électrique. La plupart des cellules de panneaux solaires sur le toit sont appelées cellules photovoltaïques qui se trouvent également dans de petits appareils comme les calculatrices.
Les composants les plus importants d’une cellule photovoltaïque sont les couches des matériaux semi-conducteurs constituées de cristaux de silicium dopés. La couche inférieure des cellules photovoltaïques est chargée de bore qui se lie au silicium afin de créer une charge positive. La couche supérieure est dopée au phosphore pour créer la charge négative. La surface entre les deux couches est appelée jonction P-N et le mouvement de cette surface produit le champ électrique.
Une fois que la lumière du soleil frappe les cellules, les photons lâchent les électrons sur les deux couches. Comme les deux couches ont des charges opposées, il en résulte un flux d’électrons. Cependant, le champ électrique à la jonction P-N empêche l’écoulement de l’énergie ailleurs ; un circuit externe est donc nécessaire pour fournir un trajet aux électrons.
Types de cellules photovoltaïques
La plupart des systèmes de cellules photovoltaïques contiennent de petites cellules carrées d’une taille moyenne de quatre pouces. Les cellules individuelles génèrent très peu d’énergie, de sorte que les panneaux solaires sur les toits sont généralement regroupés en groupes de cellules photovoltaïques appelées modules qui sont ensuite enfermés dans du plastique ou du verre pour les protéger des intempéries. Voici les trois types de cellules solaires de base utilisés dans les panneaux solaires sur les toits.
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Cellules monocristallines: Ces types de cellules solaires sont fabriqués dans de longs cylindres et sont découpés en plaquettes hexagonales ou rondes. Ce type de cellule solaire produit des cellules à haut rendement, ce qui les rend plus chères que les autres types de cellules photovoltaïques. Leur installation peut augmenter l’efficacité de vos maisons jusqu’à 30%. Ce type de cellule solaire représente 29% du marché mondial.
Cellules polycristallines: Celles-ci sont fabriquées à partir de silicium fondu qui sont coulées en lingots puis découpées en petits carrés. Le coût de production de cette cellule solaire est inférieur, mais l’efficacité est également inférieure de 15% à celle des cellules monocristallines. Comme les carrés sont petits, ils peuvent être emballés assez facilement pour augmenter la production d’énergie
Silicium amorphe: Avec ce type de cellule solaire, le silicium est pulvérisé sur la surface du verre ou du métal en couches minces, la production de telles cellules solaires est donc la moins coûteuse des trois. Là encore, il en résulte un rendement très faible d’environ 5%.
Exigences des panneaux solaires sur le toit
Les panneaux solaires sur le toit ne sont pas affectés par des éléments météorologiques tels que la température de l’air et la couverture de neige. Cependant, les cellules photovoltaïques ont besoin de deux exigences pour exploiter efficacement l’énergie du soleil. Un panneau solaire sur le toit doit avoir un accès libre aux rayons du soleil afin d’exploiter efficacement l’énergie solaire. Ainsi, toute présence d’ombre peut réduire la sortie des cellules du panneau solaire. Assurez-vous de le positionner du côté est de votre toit. Il ne devrait pas être à proximité de structures hautes qui pourraient produire des ombres lorsque le soleil se déplace tout au long de la journée.
Une autre exigence lors de l’installation de panneaux solaires sur le toit est la taille. La taille du système PV dépend de la taille de votre toit, de la quantité d’énergie que vous souhaitez générer et du montant que vous êtes prêt à dépenser.