Électricité photovoltaïque : principe de fonctionnement

Les premiers panneaux photovoltaïques furent implantés dans les satellites dans les années 70, qui depuis utilisent quasiment exclusivement cette énergie. En effet les modules spatiaux sont légers, à très haut rendement et doivent résister aux rayonnements, aux écarts de température extrêmes, au vide de l'espace, aux rayons...

En 1970, les premières applications terrestres alimentaient des circuits électroniques et des émetteurs isolés. Cette application s'est progressivement généralisée depuis. Aujourd'hui près de 200 000 bouées, phares ou balises maritimes sont ainsi alimentés par des panneaux solaires, sans alimentation de secours, alors que toutes les autres solutions le nécessitent. Le photovoltaïque est un matériel professionnel de qualité extrêmement fiable.

Depuis 1975, les pompages solaires se sont développés, en particulier dans les zones de désert. Début 1980, les premières maisons recouvertes de panneaux solaires photovoltaïques sont construites. Ces installations photovoltaïques ont pris de l'ampleur dans les zones rurales depuis 1990 et touchent maintenant les villes (en 2002 plus d'un million de maisons sont équipées de panneaux solaires). A partir de 1995, des programmes de toits photovoltaïques raccordés au réseau ont été lancés au Japon et en Allemagne et se généralisent depuis 2001 dans toute l’Europe du fait des subventions accordées par la plupart des Etats européens en faveur des énergies renouvelables.

Seuls quelques composants seulement assurent la production d'électricité photovoltaïque. Pour fournir 230 volts de courant alternatif (nécessaires pour alimenter les appareils de la maison), très peu de composants sont nécessaires :

• Panneaux photovoltaïques installés sur le toit afin de générer du courant continu.
• Un onduleur photovoltaïque pour la transformation du courant continu en courant alternatif de 230 volts.

Lorsque le courant produit est injecté dans le réseau de distribution public, un deuxième compteur, qui décompte l'énergie apportée au réseau public, doit être installé.

Par exemple, un système photovoltaïque de 1 000 Wc (1 kWc) produit environ 1 000 kWh par an, couvre une surface d'environ 10 m² et coûte, main d’œuvre comprise, entre 5 000 € et 9 000 € en fonction du type de panneaux solaires utilisés, du degré d'intégration et de la taille de l’installation photovoltaïque.

Les besoins électriques d'une maison individuelle de 4 personnes, c'est à dire l'éclairage et l’alimentation des appareils électriques (à l'exclusion du chauffage et de l'eau chaude sanitaire), représentent environ 2 500 kWh/an. Une installation photovoltaïque de 25 m² de panneaux solaires (2,5 kW) peut produire l'équivalent de cette consommation.