Les panneaux solaires photovoltaïques captent la lumière du soleil.
Sous l'effet de la lumière, le silicium, un matériau conducteur contenu dans chaque cellule, libère des électrons pour créer un courant électrique.
Un ondulateur permet de transformer le courant continu en courant alternatif.

► Le fonctionnement d'une installation en toiture
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Le fonctionnement d'une installation en toiture

 

 

 

Il existe plusieurs sortes d'équipements de production photovoltaïque :

• les unités centralisées : des fermes photovoltaïques composées de rangées de panneaux reliés entre eux.
• les unités décentralisées : les installations en toiture ou au sol chez les particuliers, les entreprises ou les équipements publics collectifs (écoles, piscines...). L'électricité est alors consommée directement ou stockée dans des batteries. Tout ou partie de la production peut être revendue au fournisseur EDF et réinjectée dans le réseau. 

Le solaire photovoltaïque offre des réserves illimitées et en accord avec les problématiques de développement durable françaises, européennes (20% d'électricité d'origine renouvelable d'ici à 2020) et internationales. C'est une énergie qui ne produit ni déchets lors de sa production ni gaz à effet de serre et sa matière première est totalement gratuite.

Cependant, la production d'électricité photovoltaïque est intermittente et hétérogène puisqu'elle dépend directement de l'ensoleillement. Un panneau solaire de 1 m² produit entre 100 et 200 Wc de puissance électrique par an mais lorsqu'il est installé dans le sud de la France, il produit en moyenne 40 à 50% d'électricité en plus que dans le nord.

Aujourd'hui, de nombreux éléments d'analyse sont exploités pour mieux gérer l'intermittence tels que les historiques de production, les images satellite et les images au sol obtenues grâce à des stations de mesures météorologiques intégrées aux sites de production composées de capteurs et de caméras. Dans certains cas, par exemple à la Réunion caractérisée par un relief important et une forte influence marine, des modèles météorologiques permettent de reproduire la formation des nuages sur le relief pour ensuite l'intégrer dans le calcul de la prévision de production électrique.

Son coût d'investissement et de production est relativement élevé et se pose également le problème du recyclage des cellules photovoltaïques. 

La France dispose du 5^e gisement solaire en Europe, ce qui lui ouvre un potentiel de développement important.

Aujourd'hui, 90% des installations sont de faibles puissances et alimentent principalement les bâtiments. Environ 7 000 foyers non raccordés au réseau ont accès à l'électricité grâce à l'énergie solaire.

La première ferme photovoltaïque a été mise en service en France à Narbonne en 2009. Avec ses 95 000 panneaux, elle produit l'équivalent de la consommation annuelle de 4 250 personnes.

En 2011, le solaire photovoltaïque représente 0,3% de la production.
Au niveau mondial, son poids est à peu près équivalent.

Pour aller plus loin sur le sujet de l'électricité et du développement durable, le kit pédagogique "Énergie et développement durable" pour les cycles 3 est disponible sur le site http://enseignants.edf.com/