Que sont les systèmes photovoltaïques?
Les systèmes photovoltaïques utilisent une collection de cellules solaires pour créer de l’électricité pouvant être utilisée dans diverses capacités. Le processus convertit la lumière du soleil ou le rayonnement ultraviolet en énergie. Le système utilise un certain nombre de cellules solaires intégrées dans des modules et connectées à un condensateur pour stocker le courant continu (DC) et le distribuer aux appareils ou composants nécessitant une alimentation.
Un système photovoltaïque fonctionne simplement en exploitant les photons de la lumière du soleil et en leur permettant d’impacter les électrons. Cet événement crée un état d'énergie plus élevé qui génère une charge électrique. La base du système est une photodiode, qui est également le collecteur principal des photons.
Il existe deux formes principales de systèmes photovoltaïques: autonome et hybride. Les systèmes autonomes ne sont connectés à aucune source d'alimentation externe. L'énergie collectée est stockée sur site et utilisée pour alimenter un appareil individuel. Cela peut varier de petites lumières de jardin à des vaisseaux spatiaux. Les systèmes hybrides sont des systèmes photovoltaïques qui incluent d'autres formes de consommation d'énergie, telles que des générateurs diesel ou éoliens, et alimentent généralement des bâtiments ou des zones plus vastes.
Il est possible de configurer un réseau utilisant des cellules et des modules solaires. Celles-ci sont généralement installées dans des champs ou au-dessus de grands bâtiments et alimentent directement le réseau électrique. Pour que le courant continu soit converti en courant alternatif utilisé dans le réseau général, un onduleur spécialisé doit être utilisé. La collection moyenne de modules de ces conceptions comprend 72 cellules de silicium cristallin qui génèrent environ 160 watts d’énergie.
Le problème le plus important lié à l’installation de systèmes photovoltaïques est son coût global. Les systèmes traditionnels utilisent des modules de silicium cristallin, qui constituent la base des écrans plats que la plupart des gens reconnaissent comme les capteurs du rayonnement solaire. Les nouveaux systèmes ont été conçus avec le concept de modules concentrateurs. Ces modules utilisent de grandes surfaces réfléchissantes pour diriger la lumière solaire directement dans la photodiode. Cela a augmenté l'efficacité des capteurs solaires et réduit les coûts qui leur sont associés. Selon des chiffres publiés au début de 2006, le coût par watt était en moyenne de 7,50 dollars américains (USD).
Des idées de financement supplémentaires ont également été établies au début du XXIe siècle. Ceux-ci comprennent des contrats à long terme pour l'installation gratuite des systèmes photovoltaïques dans les entreprises et les quartiers résidentiels en échange du droit de collecter le surplus d'énergie produit. En 2009, environ 90% des installations photovoltaïques commerciales étaient installées aux États-Unis selon cette méthode.