Il existe 2 types de panneaux solaires : les panneaux solaires thermiques qui modifient la lumière en chaleur et les panneaux solaires photovoltaïques qui changent la lumière en électricité.
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Le fonctionnement des panneaux solaires thermiques
Les panneaux solaires thermiques ont pour rôle de convertir la lumière en chaleur. Ils sont généralement employés dans des installations privées d’une habitation et sont raccordés à un chauffe-eau. D’abord, les rayons solaires passent par une lamelle de verre transparente. En dessous de ce verre se trouve un absorbeur qui est une plaque de métal noire couverte d’une vitre et qui absorbe 80 à 90% des rayons de lumière. C’est l’absorbeur qui change les rayons de lumière en chaleur par le biais d’un transfert thermique par rayonnement. L’absorbeur transmet des rayons infrarouges en s’échauffant. Ces infrarouges sont coincés entre la plaque de métal et la lame de verre. C’est la technique de l’effet de serre. Ainsi, l’air qui se trouve entre les 2 plaques se réchauffe afin de donner un meilleur rendement.
Panneau Solaire Thermique
Après, l’eau chaude appelée aussi le fluide caloporteur jaillit des tuyaux et entre dans le chauffe-eau pour transmettre son énergie thermique à l’eau sanitaire qui se trouve dans le chauffe-eau. Si le rayon de soleil est insuffisant pour permettre à l’eau d’avoir une bonne température, une chaudière complémentaire raccordée au chauffe-eau remplace le panneau.
Le fonctionnement des panneaux solaires photovoltaïques
Les panneaux solaires photovoltaïques connus aussi sous le nom de photoélectriques servent à convertir la lumière en électricité. Les panneaux photovoltaïques sont l’assemblage des cellules photovoltaïques qui sont déposées en 2 couches : la couche supérieure et la couche inférieure. Ces 2 couches sont réalisées à partir d’une matière semi-conductrice, comme le silicium. La couche supérieure de la cellule est dopée négativement avec du phosphore et offre plus d’électrons que le silicium. Elle est aussi appelée semi-conducteur de type N. La deuxième couche de la cellule est dopée positivement avec une substance appelée Bore et qui dispose moins d’électrons que le silicium. C’est le semi-conducteur de type P.
Concept de Panneau Solaire Urbain pour rechargement de voitures électriques – Creative Commons Tatmouss
Le contact de ces 2 couches provoque un assemblage PN qui admet le passage des électrons de la première couche au deuxième. Quand les photons de la lumière parviennent sur le module photovoltaïque, leur énergie déclenche la séparation d’un atome de silicium et d’un électron. C’est l’effet photovoltaïque. L’électron de la couche N va se mettre ensuite dans la couche P. Dans ce cas, les charges qui se trouvent à l’intérieur de la cellule sont modifiées et provoquent ainsi une différence de tension électrique avec une formation de courant électrique.
Approfondir le sujet : Capteur solaire thermique et Fabricants panneau solaire thermique.