Module solaire photovoltaïque - Définition
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Introduction
Un module solaire photovoltaïque (ou panneau solaire photovoltaïque) est un générateur électrique de courant continu constitué d'un ensemble de cellules photovoltaïques reliées entre elles électriquement, qui sert de module de base pour les installations photovoltaïques et notamment les centrales solaires photovoltaïques .
Caractéristiques
Les panneaux sont généralement des parallélépipèdes rectangles rigides minces (quelques centimètres d’épaisseur), dont la longueur et la largeur sont de l’ordre du mètre, pour une surface de l’ordre du m², et une masse de l’ordre de la dizaine de kg. Divers éléments (branchements électriques, fixations, éventuel cadre pour assurer une étanchéité) sont inclus.
Il existe également des modules sous forme de membranes souples et résistantes, ainsi que des panneaux à concentration, plus complexes mais exploitant mieux l’élément le plus cher du panneau, la cellule photovoltaïque.
Leur rendement est un peu plus faible que celui des cellules qui les constituent, du fait des pertes électriques internes et des surfaces non couvertes, mais reste d’environ 10 à 15%. La puissance crête d’un panneau photovoltaïque est de l’ordre de 100 à 200 watts par mètre carré (soit un rendement de 10 à 20%, les fabricants annonçant environ 15 % pour leurs meilleurs panneaux), ce qui donne une puissance crête de 50 à 250 W par panneau, selon ses caractéristiques, notamment sa taille. Cette puissance est livrée sous forme de courant continu, ce qui est parfait pour un branchement sur une batterie et pour de nombreuses applications, mais implique une transformation en courant alternatif par un onduleur s’il s’agit de l’injecter dans un réseau de distribution. La tension délivrée dépend du type des panneaux et du branchement des cellules. Elle est de l’ordre de 10 à 100 volts.
Outre sa puissance et sa surface, un panneau a trois caractéristiques importantes :
- l’écart à la puissance nominale, de l’ordre de +/- 5%
- la variation de puissance avec la température (plus de détails dans le paragraphe "pertes de production")
- la stabilité dans le temps des performances (les fabricants garantissent généralement au moins 80% de la puissance de départ au bout de 20 à 25 ans)
Le prix pour de tels panneaux est d’environ 5 €/Wc (watt crête) (ce prix baisse régulièrement, la cible étant de 1 €/Wc, prix où l’énergie photovoltaïque devient compétitive avec les ressources fossiles)
L’énergie réellement captée par un module dépend de la surface et de la puissance nominale du panneau mais aussi de l’ensoleillement, variable selon la latitude, la saison, l’heure de la journée, la météo, le masquage subi, etc. En Europe, chaque Wc permet la production d’environ 1kWh d’énergie sur l’année, le double dans des zones bien ensoleillées et avec un héliostat.
Un module photovoltaïque ne génère aucun déchet en fonctionnement, son coût de démantèlement est très faible et ses coûts d’exploitation sont quasi nuls. Étanche, il peut servir de couverture à un toit, sous réserve de bien maîtriser l’écoulement d’eau aux bords avec un montage adapté. La durée de vie d’un tel module est supérieure à 20 ans.
