Comprendre le rendement des panneaux solaires photovoltaïques

panneaux solaires photovoltaïques

Le rendement des panneaux solaires photovoltaïques peut être défini comme étant la quantité d’énergie électrique produite compte tenu de la disponibilité de l’énergie solaire. Un rendement de 100 % traduit que toutes les énergies solaires reçues par le panneau solaire soient transformées en énergie électrique. Ainsi, un rendement de 50 % correspond alors à une situation où c’est la moitié de l’énergie solaire captée qui est mutée en électricité. En moyenne, selon l’Agence International de l’Énergie dans « Key World Energy », les panneaux solaires photovoltaïques possèdent un rendement moyen de 14,5 %.

Rendement des panneaux solaires monocristallins

Les panneaux solaires monocristallins sont des panneaux photovoltaïques conçus à partir de silicium cristallin. Ce dernier fait partie des matériaux semi-conducteurs issus de la silice qui est le deuxième élément le plus répandu sur la Terre, juste après l’oxygène. Ce sont les siliciums qui caractérisent la cellule photovoltaïque des panneaux solaires.

En principe, avec un rendement de 16 % à 24 %, le panneau solaire monocristallin est le panneau qui dispose du rendement le plus élevé parmi tous les autres panneaux. Ce rendement panneau solaire émane surtout de la pureté du silicium qui le compose, et ce, malgré le fait que ce genre de panneau ne comporte qu’un unique cristal de silicium. De plus, le panneau monocristallin demeure aussi comme étant le plus efficace. Il possède une performance notable même si l’ensoleillement reste relativement faible, notamment durant la fin de la journée et durant la matinée. Cependant, le rendement des panneaux solaires monocristallins est moins faible lorsqu’ils sont exposés à une température élevé. Son coût de fabrication et de conception est également un peu plus coûteux.

Rendement des panneaux solaires polycristallins

Tout comme les panneaux monocristallins, les panneaux polycristallins sont également fabriqués avec du silicium. Toutefois, malgré la pluralité des cristaux de silicium qui les composent, le rendement des panneaux solaires polycristallins est moins faible par rapport aux panneaux monocristallins. Ce rendement s’établit entre 11 % à 15 % mais peut atteindre 18 % si les conditions d’installation sont optimales.

Pourtant, contrairement à son homologue monocristallin, ce type de panneau dispose d’une grande capacité d’adaptation face à la variation et à la fluctuation de la température. De plus, sur le plan pécuniaire, les panneaux solaires polycristallins sont largement plus économiques.

Malgré ses atouts, les panneaux polycristallins possèdent aussi des inconvénients, à savoir :

  • Une durée de vie et une longévité légèrement faible et courte,
  • Un encombrement relativement plus important.

Rendement des panneaux solaires amorphes

Le premier modèle de panneau solaire amorphe a été conçu en 1969. Au départ, leur rendement n’était que de 1 à 2%. Avec ce faible rendement, il n’a été favorable que pour l’utilisation des petits appareils solaires comme les calculatrices et les montres.

Toutefois, depuis ces dernières années, son rendement a connu une augmentation notable grâce à l’installation à grande échelle. Avec ce système, le panneau solaire amorphe offre actuellement un rendement de 5 à 7%. Dans des conditions optimales, celui-ci peut s’élever jusqu’à 10%.

Il faut savoir que la fabrication des panneaux solaires amorphes est plus simple que celle des cristaux de silicium. Ce type de panneau n’a besoin que d’une fine quantité de silicium et ne nécessite aucun procédé de purification.

Cependant, la puissance électrique offerte par les panneaux solaires amorphes demeure plus faible. Elle est de 30 à 70 watts par mètre carré ce qui est moindre par rapport à celle des autres types de panneaux.

Rendement des panneaux solaires bifaces et des panneaux à base de pérovskite

Comme sa qualification l’indique, les panneaux solaires bifaces sont fabriqués de telle sorte que les deux faces puissent être utilisées. Bien évidemment, ce type de panneau n’est donc pas conçu pour les installations sur les toits. C’est une technologie réservée pour l’optimisation des grands parcs aménagés au sol. Pour une installation classique, le rendement des panneaux solaires bifaces est compris entre 10 à 20 %. Ce qui fait que ce rendement peut encore augmenter si les conditions d’installation sont optimisées.

Un peu plus nouveau, il y a aussi les panneaux à base de pérovskite. Ce sont des panneaux solaires qui sont encore en phase de développement mais les recherches donnent des résultats encourageants. Il faut entendre par « pérovskite » une série de minéraux qui ont la même structure cristalline et dont le premier fut le titanate de calcium.

En effet, si le rendement des panneaux solaires à base pérovskite était de 5% au départ, les progressions prévoient aujourd’hui que celui-ci peut atteindre les 25 %. C’est la conclusion tirée par les chercheurs auprès de l’École Polytechnique de Lausanne. Si ce niveau est atteint, ce sera le rendement le plus élevé. Encore, les panneaux à base de pérovskite sont faits avec des matériaux qui sont peu onéreux par rapport à ceux des autres technologies. Ce dispositif qui produits des énergies pourrait ainsi, d’une manière potentielle, devenir une grande révolution.

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