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Tout savoir sur le fonctionnement de panneaux photovoltaïques

On connaît désormais bien le nom de panneau photovoltaïque, mais sait-on ce que cela signifie réellement ? L’énergie solaire est exploitable grâce au fonctionnement des panneaux photovoltaïques. Produite par les rayons du soleil, cette énergie renouvelable est de plus en plus exploitée car elle est non-polluante. En 2016, elle représentait 1,8 % de la production d’énergie et devrait atteindre 16 % de la production mondiale d’ici 2050. Comment fonctionne une centrale photovoltaïque ? De quoi se compose-t-elle ? Nos explications.

 

Une centrale photovoltaïque, qu’est-ce que c’est ?

L’énergie solaire peut être utilisée de manières différentes grâce au fonctionnement de panneaux photovoltaïques, aussi appelés panneaux solaires. Ces équipements dits autonomes se destinent aux particuliers et aux entreprises qui souhaitent profiter de cette énergie renouvelable et verte. L’énergie photovoltaïque est également exploitée à grande échelle dans les centrales. Celles-ci sont constituées d’un ensemble de panneaux photovoltaïques. Tous ces modules sont reliés entre eux ainsi qu’au réseau.

 

Les centrales photovoltaïques sont le plus souvent judicieusement placées. En France, la majorité se trouve dans les régions septentrionales (et donc très ensoleillées). Étendues sur plusieurs hectares, elles se composent de plusieurs dizaines de milliers de panneaux photovoltaïques. La plus grosse centrale photovoltaïque française et européenne se situe à Cestas en Gironde. Elle s’étend sur 260 hectares et génère 300 MWc.

 

L’énergie solaire est une solution d’avenir qui occupe une place de plus en plus importante dans le mix énergétique de la France. Bon nombre de pays riches et en voie de développement optent pour cette option durable en installant de plus en plus de panneaux photovoltaïques. La plus grosse centrale photovoltaïque au monde se trouve en Inde et couvre 1000 ha.

Fonctionnement d’une centrale photovoltaïque

Dans une centrale photovoltaïque, les rayons du soleil sont captés par les panneaux photovoltaïques. Ceux-ci se composent notamment de silicium grâce auquel le courant électrique est créé. Il est ensuite acheminé vers un onduleur qui transforme ce courant pour qu’il puisse être intégré au réseau électrique ou stocké dans des batteries.

 

Le nombre de panneaux photovoltaïques détermine la puissance générée par chaque installation, qu’il s’agisse d’un équipement domestique ou d’une centrale de plusieurs hectares. Le fournisseur d’électricité EDF est dans l’obligation de racheter cette électricité verte selon un tarif fixe.

 

Les panneaux photovoltaïques sont très fiables. Plus il y a de soleil, plus elles sont performantes. Le coût de fonctionnement et de maintenance sont réduits et contrairement aux éoliennes, les panneaux solaires sont très silencieux. En revanche, le rendement des panneaux photovoltaïques est limité car chaque module ne peut fonctionner qu’en journée.

Fonctionnement des panneaux photovoltaïques : Système d'onduleur solaire

Les différentes parties d’une centrale photovoltaïque

Dans une centrale photovoltaïque, on retrouve plusieurs dizaines de milliers de modules solaires, alignés et reliés entre eux. Les panneaux solaires sont placés de manière à ce que leur rendement soit optimisé. C’est pourquoi ils sont orientés vers l’équateur, selon une inclinaison calculée en fonction de la latitude de leur emplacement géographique. Selon l’organisation choisie dans la centrale photovoltaïque, l’inclinaison des panneaux peut varier une à quatre fois dans l’année. Ces efforts permettent d’améliorer le rendement des panneaux photovoltaïques.

 

L’ensemble des panneaux photovoltaïques est relié à des onduleurs qui jouent un rôle majeur dans la production de l’énergie solaire. En effet, le fonctionnement des panneaux photovoltaïques est rendu possible grâce au silicium qu’ils contiennent. Sous l’effet de la lumière, ce matériau conducteur libère des électrons et produit un courant électrique continu. Le rôle de l’onduleur est de transformer le courant électrique en courant alternatif afin que celui-ci puisse être exploité via les réseaux. Il existe plusieurs types d’onduleurs. Les onduleurs de chaîne sont placés à la fin d’une rangée de panneaux solaires et peuvent gérer une puissance d’environ 10 kW. Les onduleurs centralisés ont une capacité nettement plus élevée, de l’ordre de 1 MW.

 

Les équipements incluent également des transformateurs permettant d’intégrer une puissance toujours identique au réseau. Le câblage peut prendre la forme de branchement parallèle pour cumuler les intensités, de branchement en série pour cumuler les tensions ou de branchement mixte pour avoir exactement la puissance voulue, et donc exploiter l’électricité produite par les panneaux photovoltaïques

 

Les modèles économiques liés aux panneaux photovoltaïque

L’énergie photovoltaïque étant propre, de nombreuses mesures ont été mises en place pour encourager les particuliers comme les professionnels à s’équiper. L’une d’elles les incite à solliciter des professionnels disposant de la certification RGE pour installer leurs panneaux photovoltaïques et dès lors bénéficier d’aides financières. Une fois produite, EDF est tenu de racheter l’électricité produite par les cellules photovoltaïques selon une grille tarifaire, en fonction de la puissance des installations et de leur nature. En 2018, le kWh est racheté entre 11,19 € et 18,59 € par kWh.

 

Il est également possible d’opter pour l’autoconsommation. Dans ce cas, seule l’énergie produite en surplus est vendue. Le tarif dépend une fois de plus de la puissance et du type d’installation. Le prix d’achat du surplus par les panneaux photovoltaïques est compris entre 0,10 € et 0.06 € le kWh. De plus, une prime est versée aux producteurs. Elle est de minimum 90 € et peut atteindre 390 €. Elle est versée pendant 5 ans.

 

Dans tous les cas, la revente d’électricité est avantageuse financièrement. En effet, le prix de vente est deux fois plus cher que le prix d’achat. La présence de panneaux photovoltaïques sur une maison lui donne ainsi la valeur, ce qui peut être un atout pour la vente.

Si la puissance de l’installation est inférieure ou égale à 3 kWh, alors les bénéfices liés la vente d’énergie n’est pas imposable. Si les revenus générés sont inférieurs à 82 200 €, il est possible de bénéficier du régime microentreprise et donc de profiter d’une fiscalité avantageuse puisqu’un abattement de 71 % est appliqué sur les revenus générés par l’installation.

 

Pour les professionnels, des plafonds existent. Les exploitants agricoles bénéficient d’exonération et également d’une fiscalité avantageuse. Les entreprises sont quant à elle taxée en fonction des revenus générés par leurs panneaux photovoltaïques.

Détail installation panneau photovoltaïque toit

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