4 types différents de panneaux solaires

À l'échelle mondiale, l'énergie solaire représente 4.4 % de la consommation énergétique, contribuant ainsi à un impact environnemental positif significatif. Les systèmes photovoltaïques, disponibles en différents modèles, gagnent en popularité grâce à leur prix abordable et à la production d'énergie propre qu'ils génèrent. Découvrons les différents types de panneaux solaires et comparons-les selon leur efficacité, leur esthétique et leur coût.

Quels sont les types de panneaux solaires ?

Il existe des panneaux solaires monocristallins, polycristallins, mono-PERC et à couches minces, chacun répondant à des besoins spécifiques, à des fins et des emplacements spécifiques. Consultez la comparaison des différents types de panneaux solaires et découvrez leur efficacité pour répondre à des besoins spécifiques :

Paramètres	Monocristallin	Polycristallin	Mono-PERC	Couche mince
Efficacité	Environ 20 % ou plus	15 to 17 %	5 % plus élevé que le monocristallin	Environ 7 à 10 %, peut varier selon la variante
lustrée	Noir/Couleur plus foncée avec une forme octogonale ou ronde	Couleur bleue avec des bords carrés	Noir et bords arrondis	Dépend de la variante CIGS : 13-15 % CdTe : 9-11 % a-Si : 6-8 %
Avantages	Alternative économe en énergie, résistante à la chaleur et moins coûteuse aux panneaux PERC sans couche de passivation	Choix de milieu de gamme en termes de coût, d'efficacité et de capacité énergétique.	Le plus efficace nécessite le moins d'espace et la plus grande capacité énergétique	Coût d'installation le plus bas et poids léger
Désavantages	Coûteux, empreinte carbone élevée et faible rendement dans le processus de fabrication	Faible résistance à la chaleur, faible efficacité énergétique et ne convient pas aux environnements chauds	Les panneaux les plus chers au départ et certains des premiers panneaux souffraient d'une dégradation induite par la lumière et les températures élevées	Une durée de vie plus courte que les panneaux cristallins nécessite plus d'espace et est moins efficace
Prix	Haute	Moyenne	Le plus élevé	Coût en adjuvantation plus élevé.

Remarque : Les paramètres des panneaux solaires peuvent varier en fonction de la qualité, des procédés de fabrication et des conditions du marché.

Il existe 2 méthodes pour diviser les panneaux PV, comme mentionné ci-dessous :

• Générations – Cette classification se concentre sur l'efficacité et les matériaux des différents types de panneaux solaires. Elle inclut les 1re, 2e et 3e générations.
• Jonctions – Il s’agit du nombre de couches sur les panneaux solaires et comprend les jonctions simples ou multi-jonctions.

Les principaux types de panneaux que nous connaissons tous sont le Mono-SI, le Poly-SI, le PERC et le TFSC.

1. Panneaux solaires monocristallins (Mono-SI) – 1^st Gen

On les appelle aussi panneaux monocristallins, car ils sont fabriqués à partir d'un seul cristal de silicium pur, divisé en de nombreuses plaquettes, ce qui leur confère une couleur noire intense. Cette pureté contribue à leur rendement spatial et à leur durabilité supérieurs à ceux des autres types de panneaux solaires.

2. Panneaux solaires polycristallins (Poly-SI) – 1^st Gen

Ces panneaux se distinguent par leur forme et leur aspect moucheté de bleu, obtenus en faisant fondre du silicium brut pour créer divers cristaux qui sont ensuite coulés dans un moule carré. Cette méthode réduit les déchets et confère une forme unique au panneau, mais influe sur son rendement énergétique et son optimisation de l'espace en raison d'une pureté du silicium et d'une qualité de fabrication moindres.

3. Panneaux à émetteur et cellule arrière passivés (PERC) 

Ces panneaux représentent une avancée dans les cellules monocristallines standard et possèdent une couche de passivation sur la surface arrière qui améliore l'efficacité en réfléchissant la lumière vers l'intérieur de la cellule, améliorant ainsi l'absorption du rayonnement solaire et minimisant la recombinaison des électrons, facilitant ainsi le flux d'électrons.

De plus, elle permet une réflexion de la lumière de longueur d'onde plus élevée , empêchant ainsi la couche métallique arrière de la cellule de chauffer et préservant son efficacité. Ces panneaux solaires captent davantage de lumière solaire sur une surface réduite, ce qui les rend idéaux pour les espaces restreints.

4. Cellules solaires à couche mince (TFSC) – 2^nd Gen

Elles sont fabriquées en déposant des couches de matériaux photovoltaïques tels que le silicium, le cadmium ou le cuivre sur un substrat. Leur flexibilité et leur légèreté, ainsi que la faible quantité de matériaux nécessaires, facilitent leur installation. Cependant, leur rendement est inférieur à celui des panneaux solaires classiques en silicium.

A. Cellules solaires en silicium amorphe (A-Si) : Grâce à leur structure à trois couches et à leur rendement réduit, ces cellules sont abordables pour les applications basse consommation telles que les calculatrices de poche. Les cellules solaires en silicium amorphe, d’une épaisseur d’à peine 1 millimètre, utilisent une fraction de l’épaisseur des cellules standard, ce qui permet de réduire les coûts de production.

B. Cellules solaires au tellurure de cadmium (CdTe) : Ces panneaux offrent de faibles coûts de production, un retour sur investissement énergétique rapide et une consommation d’eau minimale. Cependant, la toxicité du cadmium et son recyclage engendrent des coûts supplémentaires.

C. Séléniure de cuivre, d'indium et de gallium (CIGS) : Ces cellules sont constituées d'une fine couche de cuivre, d'indium, de gallium et de sélénium déposée sur un support. Elles offrent un rendement supérieur à celui des autres types de cellules à couches minces, mais leur rendement global reste inférieur à celui des panneaux en silicium cristallin.

Vous pouvez également consulter la liste des problèmes les plus courants liés aux panneaux solaires et leurs solutions.

En parlant de les catégoriser par génération, ils sont les suivants.

• 1st Generation est principalement utilisé dans les configurations conventionnelles et comprend les configurations traditionnelles fabriquées à partir de silicium monocristallin ou polycristallin.
• 2nd Génération comprend différents types de cellules solaires à couche mince qui sont couramment utilisées pour les centrales électriques et l'intégration dans les bâtiments ou les petits systèmes photovoltaïques.
• Génération 3rd Il s'agit d'une variété de technologies de couches minces qui sont encore en phase de recherche ou de développement. Peu d'entre elles utilisent des substances organiques ou inorganiques (CdTe) pour produire de l'électricité.

Puisque nous avons couvert les Gen 1, 2 et CdTe à partir de la Gen 3, lisons-en davantage sur les panneaux de 3e génération moins connus.

5. Cellule solaire biohybride

Une équipe d'experts de l'université Vanderbilt a mis au point des cellules solaires biohybrides, encore au stade de la recherche . Elles sont conçues pour exploiter le photosystème I et appliquer le processus naturel de la photosynthèse.

La plupart des matériaux utilisés dans cette cellule sont les mêmes que ceux utilisés traditionnellement, associés à plusieurs couches de photosystème 1. Cela augmente l'efficacité de la conversion, la rendant jusqu'à 1000 fois plus efficace que les panneaux de première génération.

6. Cellules photovoltaïques concentrées (CVP et HCVP)

Leur fonctionnement est similaire à celui des systèmes conventionnels, mais leur rendement peut atteindre 41 %. Les cellules photovoltaïques à concentration semblent être une excellente alternative, mais elles doivent être orientées de manière optimale par rapport au soleil. De plus, elles doivent être associées à des systèmes de suivi solaire pour fonctionner à plein rendement.

Référence croisée : Aperçu des cellules photovoltaïques à concentration (CPV)

Capacité des différents types de panneaux solaires

Avant de discuter de la capacité des différents types, examinons la capacité de l’énergie solaire au cours de la dernière décennie.

Les panneaux solaires peuvent être classés en fonction de leur capacité énergétique.

1. Capacité de puissance la plus élevée

• Panneaux monocristallins : Ils ont la plus grande capacité de rendement et de puissance en raison de leur plus grande efficacité par pied carré, qui varie généralement de 300 à 320 watts.
• Panneaux PERC : Ils ont un puissance de sortie similaire aux panneaux monocristallins car ils sont essentiellement des versions modifiées des mêmes matériaux et procédures de production.

2. Capacité de puissance moyenne

• Panneaux polycristallins: Leur puissance de sortie avec un panneau typique de 60 cellules allant de 240 à 300 watts, ce qui le rend adapté à la plupart des systèmes électriques domestiques.

3. Capacité de puissance la plus faible

• Panneaux à couche mince:Ceux-ci sont principalement utilisés dans les grandes centrales électriques et ont capacité énergétique inférieure à celle des panneaux cristallins en raison de leur construction plus fine, de leur nombre réduit de composants semi-conducteurs et de l'absence de silicium pur.

Voir aussi : Les 20 principaux fabricants de panneaux solaires au monde

Coût des types de panneaux solaires

Le prix moyen d'un système de 6 kW, matériaux compris, varie de 6 000 $ à 9 000 $ . Cependant, les frais d'installation et de main-d'œuvre peuvent faire grimper le coût total de 2.50 $ à 3.50 $ par watt. Vous trouverez ci-dessous une ventilation approximative des différents types de panneaux solaires par coût par watt :

Remarque : Le coût des panneaux solaires varie en fonction de leur qualité et des conditions du marché.

Quel type de panneau solaire est le meilleur pour un usage domestique ?

Le choix du type de panneaux solaires dépend des besoins, notamment de l'espace disponible et du budget. Les logements exigus nécessitent des systèmes compacts comme les panneaux monocristallins, extrêmement performants mais plus onéreux. En revanche, pour les pièces plus grandes, privilégiez les panneaux polycristallins, plus économiques. Pour en savoir plus sur l'énergie solaire, consultez la catégorie dédiée.