En termes simples, l'énergie solaire est un moyen de convertir l'énergie solaire en électricité consommable. Cependant, c'est plus complexe que cela. Le système se compose de plusieurs parties qui jouent chacune un rôle spécifique. Il collecte, transporte et convertit ensuite l'énergie solaire en électricité. Pour bien comprendre l'énergie solaire en tant que système, il est essentiel de comprendre les fonctions de tous les principaux composants impliqués.
Le système photovoltaïque (PV système) utilise le photovoltaïque pour convertir la lumière du soleil en électricité. Une solution d'énergie verte fiable peut être obtenue en utilisant le photovoltaïque, également appelé panneaux solaires.
Un solaire PV est une excellente option durable et nécessitant peu d'entretien pour tous ceux qui souhaitent contribuer à un environnement plus vert car il n'émet aucune pollution. Ses nombreux avantages en font également une option intéressante.
Dans cet article, vous en saurez plus sur le solaire PV composants du système et leurs avantages.
L'énergie solaire collectée par les cellules photovoltaïques est ensuite convertie en courant continu (DC) par les cellules photovoltaïques. Pendant la journée, le soleil se reflétera sur les systèmes photovoltaïques, créant un champ électrique qui fera circuler l'électricité.
Le courant alternatif sera alors généré par un onduleur, qui prendra l'électricité continue et la convertira en courant alternatif (CA). Votre maison utilise le courant alternatif pour alimenter ses appareils électriques, souvent appelés charge CA.
Nous avons répertorié ci-dessous diverses pièces et composants de panneaux solaires.
La technologie solaire a été fabriquée pour la première fois en 1954 et s'est rapidement développée depuis lors. Alternativement connus sous le nom de panneaux photovoltaïques, les panneaux solaires sont construits à partir de nombreuses cellules solaires individuelles. En général, plus il y a de cellules solaires, plus le panneau solaire sera efficace.
L'un des principaux aspects des panneaux solaires est qu'ils captent la lumière du soleil et la convertissent en électricité. Il peut être utilisé pour diverses applications (systèmes de chauffage, éclairage public, installations de machines, caméras, signalisation, recharge de téléphones et de nombreux autres appareils utilisant l'électricité). Pendant la nuit, l'énergie générée par les panneaux solaires est stockée dans des batteries solaires spéciales, ou elle est injectée directement dans le réseau à des moments opportuns.
Une variété de panneaux solaires sont facilement disponibles pour les systèmes photovoltaïques, y compris
Dans les panneaux monocristallins, les cristaux sont uniformément répartis sur l'ensemble du panneau. Ils peuvent être fabriqués à partir de divers matériaux, tels que l'arséniure de gallium, le silicium amorphe, le séléniure de cuivre, d'indium et de gallium, le germanium, le tellurure de cadmium et les polymères organiques.
Un panneau solaire monocristallin a le taux d'efficacité le plus élevé à ce jour et fonctionne mieux dans des conditions de faible luminosité que tout autre type de panneau. De plus, son efficacité diminue plus lentement à mesure qu'il vieillit. Les panneaux solaires monocristallins sont faits de lingots de silicium et sont incroyablement coûteux à fabriquer. Au départ, les panneaux monocristallins coûtent le plus cher; cependant, ils peuvent en valoir la peine à long terme grâce aux économies d'énergie.
Les panneaux solaires en silicium polycristallin ont une couleur bleue mouchetée unique, qui varie en fonction du niveau d'ombre. Comme le silicium utilisé dans ces panneaux n'est pas homogène, la structure cristalline du silicium peut différer dans différentes parties du panneau. Par conséquent, les panneaux solaires polycristallins ont une efficacité moindre que les panneaux monocristallins.
En raison de leur coefficient de température plus élevé, les panneaux solaires polycristallins sont moins efficaces à des températures de fonctionnement supérieures à celles des panneaux solaires monocristallins. Le rendement de conversion étant réduit, un plus grand nombre de panneaux est nécessaire pour produire la puissance spécifiée.
Comme les panneaux solaires en silicium polycristallin ne sont pas homogènes, ils coûtent moins cher à l'achat et de nombreux clients les préfèrent pour cette raison.
L'efficacité d'un panneau solaire à couche mince est inférieure à celle d'un matériau monocristallin ou polycristallin, et sa durée de vie est également plus courte. En raison de la méthode de fabrication plus simple, leurs coûts sont nettement inférieurs à ceux des panneaux cristallins. Contrairement aux panneaux solaires cristallins, les panneaux solaires à couches minces peuvent être moulés, mais les panneaux solaires cristallins peuvent se fissurer s'ils sont pliés.
L'utilisation de panneaux à couches minces dans les systèmes photovoltaïques résidentiels n'est pas recommandée en raison de leur efficacité moindre. Les panneaux à couches minces nécessitent plus d'espace (et donc plus de panneaux) pour produire la même quantité d'électricité que les panneaux cristallins. Ainsi, les entreprises de services publics utilisent plus couramment ces panneaux solaires que les propriétaires.
Quel que soit le type de système d'énergie solaire, un onduleur est un composant essentiel. Le courant continu (CC) est converti en courant alternatif (CA), ce qui est utile à plusieurs fins résidentielles, commerciales et industrielles, telles que la fourniture d'énergie aux appareils commerciaux et domestiques tels que les téléviseurs, les réfrigérateurs et les micro-ondes, ainsi que d'énormes installations industrielles. équipement. Les onduleurs jouent un rôle clé dans la fabrication de l'énergie solaire PV des systèmes respectueux de l'environnement.
Leur système d'alimentation est directement connecté au réseau et ils ont rarement un système de batterie de secours. Les onduleurs de ce type sont les plus populaires pour un usage professionnel et domestique. La durée de vie de conception de ces produits est de 25 ans et la garantie est généralement de cinq ans.
L'onduleur relié au réseau convertit l'énergie solaire en énergie électrique en faisant correspondre la phase et la fréquence correspondant à l'entrée. Comme les onduleurs sont connectés au réseau électrique public, ils peuvent également s'arrêter automatiquement pour des raisons de sécurité.
Bien qu'ils soient extrêmement efficaces, ils sont compatibles avec des fonctionnalités distinctes de type grille, telles que la gestion des fluctuations et l'équilibrage. Les onduleurs solaires de ce type sont généralement très grands et ont leur propre zone de stockage, système d'échappement, etc. La plupart d'entre eux ont une capacité de plus de 400 KW.
Comparés aux onduleurs string, ils sont généralement plus petits et moins puissants et ont une capacité comprise entre 200 et 350 watts. Ils sont plus chers que les onduleurs string mais ont une plus grande efficacité dans les zones partiellement ombragées. Chacun est monté à l'arrière d'un panneau spécifique, de sorte que la conversion CC à CA n'a lieu que pour ce panneau.
Les onduleurs autonomes ou les onduleurs hors réseau sont également appelés onduleurs indépendants car ils ne nécessitent aucune synchronisation avec un panneau solaire pour fonctionner. Ils obtiennent de l'énergie en convertissant l'énergie photovoltaïque en électricité. Un onduleur solaire de ce type est généralement installé dans des zones reculées, où les gens préfèrent vivre entièrement hors réseau.
Un onduleur solaire de ce type est comme un mélange d'onduleurs liés au réseau et hors réseau en vous permettant d'être indépendant du réseau tout en se synchronisant avec le réseau en cas d'ensoleillement insuffisant ou de consommation d'énergie élevée. La batterie est interconnectée avec l'onduleur à l'aide d'une technique connue sous le nom de couplage CC.
Les connecteurs qui complètent ou interrompent le flux d'électricité CC sont appelés des déconnexions CC. Un solaire PV Le système implique une déconnexion CC située entre les panneaux solaires et l'onduleur, qui peut être facilement levée si vous (ou les pompiers) souhaitez couper l'alimentation solaire. Sectionneurs CC en PV les systèmes déconnectent manuellement les panneaux solaires pendant l'installation, l'entretien et la réparation.
Conformément au National Electrical Code (NEC), les systèmes de panneaux solaires doivent avoir une fonction d'arrêt rapide. En termes simples, il permet à un système de panneaux solaires sur le toit d'être rapidement mis hors tension.
Pour assurer la sécurité des pompiers, la National Fire Protection Association (NFPA) a inclus des exigences d'arrêt rapide dans le NEC. Si votre maison prend feu et que vous pensez que la fonctionnalité d'arrêt rapide ne serait pas utile - mais c'est le cas, les pompiers peuvent rapidement désactiver votre système s'ils doivent monter sur votre toit si l'incendie se déclare.
Le simple fait d'éteindre un onduleur solaire n'y parvient pas toujours : certains systèmes peuvent laisser les fils et les circuits sous tension même lorsque l'onduleur est éteint, ce qui expose les pompiers qui travaillent sur votre toit ou dans votre grenier à un plus grand risque de choc. Les systèmes solaires peuvent être rapidement déconnectés en moins d'une minute avec un dispositif d'arrêt rapide qui permet une réduction rapide de la tension électrique.
Les surtensions et pointes électriques, telles que celles causées directement ou indirectement par la foudre, peuvent être protégées par des dispositifs de protection contre les surtensions (SPD). Ils peuvent être utilisés en tant qu'appareils complètement séparés ou en tant que parties d'un équipement électrique. L'énergie solaire peut être convertie en courant électrique grâce à un système photovoltaïque (PV). En installant un SPD, vous pouvez éviter d'endommager l'installation, en évitant les coûts de maintenance élevés et les pertes dues à l'interruption de la production.
Les fusibles CC solaires sont principalement utilisés pour protéger le câblage d'un système contre la surchauffe et l'incendie. Sa deuxième fonction est d'empêcher les appareils de prendre feu ou de subir de graves dommages en cas de court-circuit.
Les contrôleurs de charge de batterie régulent le courant continu provenant des panneaux solaires afin que les batteries ne se surchargent pas. À l'aide d'un contrôleur de charge, vous pouvez déterminer si vos batteries sont complètement chargées et bloquer le flux de courant pour éviter des dommages permanents aux batteries.
D'une manière générale, les contrôleurs de charge sont divisés en suivi du point de puissance maximale (MPPT) et en modulation de largeur d'impulsion (PWM).
Les PWM sont des types standard et sont idéaux pour les petits bancs de batteries et les systèmes photovoltaïques, car ils varient entre 4 et 60 ampères, selon la taille. Alternativement, les contrôleurs de charge MPPT sont mieux adaptés aux systèmes photovoltaïques à haute tension, généralement jusqu'à 160 volts DC.
Il n'est pas toujours nécessaire d'inclure un contrôleur de charge dans votre système photovoltaïque car tous les panneaux solaires n'ont pas de bancs de batteries solaires. Par conséquent, vous ne devez utiliser un contrôleur de charge que lorsque vous disposez d'un banc de batteries. Aussi, si votre PV baie émet environ 2 watts par 50 ampères-heures de batterie ou moins, vous n'aurez peut-être pas besoin d'un contrôleur de charge.
La boîte de combinaison est souvent négligée dans la plupart des systèmes électriques solaires, mais elle joue un rôle crucial. Les boîtiers de combinaison sont des boîtiers électriques qui permettent de connecter plusieurs panneaux solaires simultanément. Si vous câblez deux panneaux 12 volts ensemble pour votre système 12 volts, vous connecterez leurs sorties directement aux bornes du boîtier de combinaison.
Pour connecter le composant suivant du système, le contrôleur de charge, il vous suffit de faire passer deux fils (dans un conduit) à partir du boîtier de combinaison. De plus, il contiendra une série de chaînes de fusibles ou de disjoncteurs. Les boîtes sont généralement conçues pour une utilisation en extérieur et sont destinées à être placées juste à côté de panneaux ou de panneaux solaires.
Bien que les systèmes photovoltaïques soient soumis à des conditions climatiques difficiles, ils sont toujours très fiables. Avec les panneaux photovoltaïques, les alimentations critiques peuvent fonctionner en continu et sans interruption.
Les panneaux solaires sont généralement couverts par des garanties de 25 ans ou plus, et la plupart restent opérationnels pendant de nombreuses années.
PV les cellules fournissent une énergie propre et verte, ce qui est l'avantage le plus important. Il n'y a aucune inquiétude à propos des panneaux émettant des gaz à effet de serre nocifs comme le dioxyde de carbone dans l'atmosphère.
C'est aussi avantageux car il n'y a pas besoin d'acheter de matières premières ! Les cellules solaires dépendent du soleil pour produire de l'électricité, qui est abondamment disponible autour de vous. Choisir l'énergie solaire est un excellent choix. Le système nécessitera un investissement initial; cependant, il est gratuit, naturel et abondant pendant longtemps. Une fois que vous avez utilisé l'énergie générée par PV cellules, vous finissez par économiser sur les coûts d'électricité.
Les systèmes photovoltaïques ne nécessitent que des inspections et des travaux de réparation occasionnels par rapport aux systèmes à carburant conventionnels.
Contrairement aux systèmes conventionnels qui nécessitent du carburant, les systèmes photovoltaïques ne nécessitent pas de coûts d'approvisionnement, de stockage ou de transport.
Malgré des mouvements mécaniques minimes, le système photovoltaïque peut fonctionner silencieusement.
PV les systèmes peuvent avoir besoin d'ajouter des modules pour améliorer leur efficacité énergétique.
Les panneaux solaires résidentiels peuvent être installés uniquement au sol ou sur les toits sans perturber votre mode de vie.
Les systèmes photovoltaïques sont sûrs non seulement pour l'environnement mais aussi pour vous. Ils ont des modifications qui protègent votre maison en cas de catastrophes naturelles ou mécaniques.
De nombreuses zones résidentielles adoptent cette nouvelle technologie en raison de sa production d'énergie indépendante et de son indépendance vis-à-vis des services publics.
L'installation d'un système photovoltaïque dans votre habitation améliore la qualité de votre vie au quotidien et réduit l'impact de votre production d'électricité sur l'environnement. Nous espérons que cet article vous a donné suffisamment d'informations sur les composants d'un Solar PV système.
Cependant, choisir le bon système photovoltaïque pour votre maison peut être difficile. De nombreux facteurs doivent être pris en compte lors de l'examen d'un investissement dans le photovoltaïque. Un système photovoltaïque est conçu en fonction de la quantité d'énergie nécessaire pour l'application particulière. Selon les besoins en énergie, la capacité de stockage et la connexion au réseau, le nombre de panneaux nécessaires variera. Vous devez examiner attentivement vos options et les fournisseurs disponibles pour prendre la bonne décision.