📚 Leçon 8 – Le panneau solaire 

🎯 Objectifs pĂ©dagogiques

  • Comprendre comment fonctionne un module photovoltaĂŻque.
  • Identifier les diffĂ©rents types de panneaux solaires et leurs caractĂ©ristiques.
  • MaĂźtriser les notions clĂ©s : puissance crĂȘte, rendement, tolĂ©rance.
  • Lire et interprĂ©ter une courbe I-V, en tenant compte des effets de tempĂ©rature et d’ombrage.

1ïžâƒŁ Comprendre comment fonctionne un module photovoltaĂŻque

  • Un module photovoltaĂŻque est un assemblage de cellules solaires reliĂ©es entre elles.
  • Chaque cellule est composĂ©e de silicium semi-conducteur qui capte les photons du soleil.
  • Lorsqu’un photon frappe la cellule, il libĂšre un Ă©lectron → cela gĂ©nĂšre un courant Ă©lectrique continu (DC).
  • Les cellules sont protĂ©gĂ©es par du verre et encapsulĂ©es dans plusieurs couches (EVA, backsheet) pour rĂ©sister aux conditions extĂ©rieures.
  • Plusieurs modules reliĂ©s forment un champ solaire, qui alimente un onduleur pour transformer le courant continu en courant alternatif utilisable.

Exemple d’illustration e-learning :

Animation simple montrant les photons frappant la cellule, les Ă©lectrons se dĂ©plaçant, et l’électricitĂ© circulant dans un circuit.

2ïžâƒŁ Identifier les diffĂ©rents types de panneaux solaires et leurs caractĂ©ristiques

Monocristallin


  • Aspect noir uniforme, cellules taillĂ©es dans un cristal unique.
  • Rendement Ă©levĂ© (18–22 %).
  • Plus cher, mais meilleure efficacitĂ© en espace limitĂ©.
Polycristallin


  • Aspect bleu tachetĂ©, plusieurs cristaux de silicium fondus ensemble.
  • Rendement moyen (15–18 %).
  • Moins coĂ»teux, adaptĂ© aux grandes surfaces disponibles.
Couches minces (Thin film)


  • Silicium amorphe ou autres matĂ©riaux (CdTe, CIGS).
  • Rendement plus faible (10–13 %), mais flexibles, lĂ©gers.
  • UtilisĂ©s sur toitures lĂ©gĂšres, façades ou applications mobiles.

3ïžâƒŁ MaĂźtriser les notions clĂ©s : puissance crĂȘte, rendement, tolĂ©rance


Puissance crĂȘte (Wc)


  • Puissance maximale qu’un panneau peut dĂ©livrer dans des conditions standard (ensoleillement 1000 W/mÂČ, tempĂ©rature 25 °C).
  • Exemple : un panneau de 300 Wc produit 300 W en conditions idĂ©ales.
Rendement (%)


  • Rapport entre l’énergie lumineuse reçue et l’électricitĂ© produite.
  • Exemple : un panneau de 1,6 mÂČ et 300 Wc a un rendement ≈ 18 %.
Tolérance de puissance


  • Indique l’écart possible entre la puissance annoncĂ©e et la puissance rĂ©elle.
  • Exemple : un panneau 300 Wc avec tolĂ©rance -3 % / +3 % peut en rĂ©alitĂ© produire entre 291 et 309 W.

4ïžâƒŁ Lire et interprĂ©ter une courbe I-V, en tenant compte des effets de tempĂ©rature et d’ombrage


Courbe I-V

  •  Courbe I-V = relation entre intensitĂ© (I) et tension (V) d’un panneau.


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Point de puissance maximale (MPP)

  • endroit oĂč le produit I × V est maximal → c’est lĂ  que le panneau dĂ©livre le plus d’énergie.


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Impact de la température :


  • Quand la tempĂ©rature augmente → tension diminue → rendement baisse.
  • Exemple : perte de 0,4 Ă  0,5 % par degrĂ© au-dessus de 25 °C.

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Impact de l’ombrage :


  • Une seule cellule ombragĂ©e peut rĂ©duire fortement la production d’un module.
  • Les diodes bypass permettent de limiter la perte, mais pas de l’éliminer complĂštement.

Découvrir plus

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Quizz

Production annuelle d'un panneau ?

Un panneau de 400 Wc reçoit en moyenne 5 h de plein soleil par jour.

En supposant un PR de 0,85, quelle est sa production annuelle approximative ?

  • 400 kWh/an
  • 620 kWh/an
  • 850 kWh/an
  • 1200 kWh/an

RĂ©ponse > * 

Influence tempĂ©rature ? 

 Si la tempĂ©rature du panneau augmente de 20 °C au-dessus des conditions standard (25 °C), entraĂźnant une perte de 0,5 % par degrĂ©, quelle perte totale doit-on appliquer ?

  • 2 %
  • 5 %
  • 10 %
  • 8 Ă  10 %

RĂ©ponse > 

Site chaud et poussiĂ©reux ? 

 Dans un site chaud et poussiĂ©reux, on ajoute 5 % de pertes (tempĂ©rature) et 2 % (poussiĂšre). Quelle sera la production annuelle du panneau (400 Wc, 5 h/j, PR = 0,85) ?

  • 621 kWh/an
  • 577 kWh/an
  • 450 kWh/an
  • 300 kWh/an

RĂ©ponse > 

L’impact d’un ombrage ?

 Quel est l’impact d’un ombrage rĂ©current de 10 % en plus des pertes prĂ©cĂ©dentes (tempĂ©rature + poussiĂšre) ?

  • Production ≈ 620 kWh/an
  • Production ≈ 577 kWh/an
  • Production ≈ 519 kWh/an
  • Production ≈ 400 kWh/an

RĂ©ponse > * 

Q&A 

 Parmi ces affirmations, laquelle est fausse ?

  • Un panneau plus chaud produit moins de tension.
  • L’ombrage peut rĂ©duire fortement la production.
  • Le PR intĂšgre dĂ©jĂ  certaines pertes comme cĂąblage et MPPT.
  • Plus la tempĂ©rature est Ă©levĂ©e, plus le rendement est meilleur.

RĂ©ponse > * 

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