Principes et composants de la production d'énergie solaire photovoltaïque

Énergie photovoltaïqueLa génération est une technologie qui convertit directement la lumière du soleil en énergie électrique sur la base du principe de l'effet photovoltaïque.

Le système photovoltaïque se compose des composants importants suivants

1. Panneaux solaires (modules) : Il s’agit de la partie centrale du système photovoltaïque, généralement composée de plusieurs monomères de cellules solaires. Les monomères de cellules solaires utilisent l’effet photovoltaïque pour convertir directement l’énergie solaire reçue en énergie électrique.

Cellules solaires en silicium cristallin : Il s'agit du type de cellule solaire le plus courant, constitué d'une plaquette de silicium cristallin avec des lignes de grille métalliques sur la surface supérieure et une couche métallique sur la surface inférieure. Le dessus de la cellule est généralement recouvert d'un film antireflet pour réduire la perte de lumière par réflexion.

2. Onduleur : Convertit le courant continu (DC) généré par le panneau solaire en courant alternatif (AC), car les maisons et les industries utilisent généralement du courant alternatif. De plus, l'onduleur est également responsable de la synchronisation avec le réseau électrique pour garantir la cohérence de la tension et de la phase.

3. Contrôleur : Responsable de la gestion de la puissance de sortie du système photovoltaïque, d'empêcher la surcharge et la décharge excessive de la batterie et d'assurer le fonctionnement sûr et stable du système.

4. Batterie : Dans un système photovoltaïque connecté au réseau, la batterie est utilisée pour stocker l’énergie électrique excédentaire afin de l’utiliser lorsque l’énergie solaire est insuffisante. En l’absence de connexion au réseau, les batteries sont nécessaires car elles peuvent stocker de l’électricité pour une utilisation la nuit ou par temps nuageux.

5. Système de support : utilisé pour fixer les panneaux solaires et garantir que les panneaux peuvent recevoir la lumière du soleil sous le meilleur angle.

Le cœur de la production d’énergie solaire est en réalité très simple : convertir la lumière du soleil en énergie électrique. Ce processus est réalisé grâce à « l’effet photovoltaïque ».

Principes de fonctionnement principaux :

1. Absorption des photons : lorsque la lumière du soleil brille sur la surface des cellules solaires (généralement constituées de matériaux semi-conducteurs tels que le silicium), les matériaux semi-conducteurs des cellules absorbent les photons (particules d'énergie exposées à la lumière du soleil).

2. Génération de paires électron-trou : L'énergie photonique absorbée fait sauter les électrons du matériau semi-conducteur de la bande de valence à la bande de conduction, générant ainsi des paires électron-trou dans la batterie. Ces électrons et trous sont porteurs de charge et peuvent conduire l’électricité.

3. Champ électrique intégré : dans les cellules solaires, il existe généralement une jonction PN, qui est une interface composée d'un semi-conducteur de type P et d'un semi-conducteur de type N. À la jonction PN, un champ électrique intégré se forme en raison de la diffusion et de la recombinaison des électrons et des trous.

4. Séparation du champ électrique des porteurs de charge : sous l'action du champ électrique intégré, les paires électron-trou générées seront séparées. Les électrons seront poussés vers la région semi-conductrice de type N, tandis que les trous seront poussés vers la région semi-conductrice de type P.

5. Formation de différence de potentiel : en raison de la séparation des électrons et des trous, une différence de potentiel se forme des deux côtés de la batterie, c'est-à-dire qu'une tension photo-générée est générée.

6. Génération de courant : lorsque les deux pôles de la batterie sont connectés via un circuit externe, les électrons circuleront du semi-conducteur de type N vers le semi-conducteur de type P à travers le circuit pour former un courant.

7. Conversion en énergie électrique utilisable : Les électrons circulant à travers l’extérieur peuvent alimenter la charge ou être stockés dans la batterie pour une utilisation ultérieure.

En bref, la production d'énergie photovoltaïque est le processus de conversion de la lumière solaire en énergie électrique, utilisant les propriétés électroniques des matériaux semi-conducteurs pour générer une différence de potentiel et un courant sous la lumière, réalisant ainsi une conversion d'énergie. Cette technologie ne nécessite pas de carburant et ne produit pas de pollution. Il s’agit d’un moyen de conversion d’énergie propre et renouvelable.

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