De quoi sont faits les panneaux solaires ? (Processus de production)

Les panneaux solaires sont notre meilleure chance de créer un monde capable de fonctionner avec des énergies renouvelables. Malgré d’énormes progrès dans le département des énergies renouvelables, beaucoup d’entre nous ne savent toujours pas comment ils fonctionnent. Par exemple, vous vous demandez peut-être comment fonctionnent les panneaux solaires ? Ou, de quoi sont faits les panneaux solaires ?

Les panneaux solaires sont fabriqués à partir de silicium extrait et traité. Bien que tous les panneaux solaires n’utilisent pas le silicium de la même manière, le silicium est un composant majeur de tous les panneaux solaires qui garantit que le panneau solaire conduit l’électricité. De plus, des cadres métalliques, des feuilles de verre et certains fils standards sont utilisés pour fabriquer des panneaux solaires.

Cet article fournira une introduction brève mais approfondie à la production de panneaux solaires. Si vous êtes curieux de connaître l’avenir des énergies renouvelables et que vous souhaitez en savoir plus sur la fabrication des panneaux solaires, continuez à lire.

De quoi sont faits les panneaux solaires ?

Les panneaux solaires sont principalement constitués de silicium qui est traité et utilisé pour créer un panneau photosensible capable de convertir la lumière du soleil en électricité utilisable.

Le processus de fabrication des panneaux solaires est assez complexe. Si nous considérons chaque détail et chaque étape, une longue liste d’éléments nécessaires à la fabrication de panneaux solaires pourrait être compilée. Cependant, pour que cet article soit court et clair, voici quelques-uns des principaux composants nécessaires à la fabrication de panneaux solaires.

Silicium (cellules solaires)

Les cellules solaires en silicium font des panneaux solaires un outil efficace pour les énergies renouvelables. Le silicium est essentiellement du sable. Heureusement, le sable est quelque chose que notre planète a en abondance, ce qui en fait un matériau durable pour les panneaux solaires. Jusqu’à présent, près de 95 % des panneaux solaires dans le monde utilisent une base en silicone. Les 5% restants utilisent du matériel expérimental tel que le photovoltaïque organique.

La structure en réseau cristallin des cellules de silicium en fait d’excellents semi-conducteurs. L’énergie solaire peut très facilement être convertie en électricité et transmise à travers des cellules en silicone pour éclairer les maisons, les voitures et bien d’autres choses.

En plus d’être facilement disponible, le silicium est également rentable et peut durer environ 25 ans. Cela fait du silicium le meilleur matériau semi-conducteur non seulement pour les panneaux solaires, mais aussi pour les puces informatiques et autres gadgets.

Feuille de verre

Le silicium est incontestablement un acteur majeur dans la fabrication de panneaux solaires. Cependant, d’autres composants du panneau solaire permettent aux cellules solaires en silicone de fonctionner aussi bien.

Un tel composant est une feuille de verre au-dessus du silicium cristallin. Le verre à la surface des panneaux solaires protège la plaquette de silicium de la lumière directe du soleil. Cela empêche le silicium d’absorber une chaleur excessive et d’être endommagé.

La largeur et la structure de la feuille de verre qui recouvre le carreau de silicone déterminent l’efficacité du panneau solaire. Le panneau solaire à panneau de verre standard a une épaisseur d’environ 6 à 7 mm.

Si le verre est trop épais, le silicone ne recevra pas assez d’énergie solaire pour le transformer en électricité. Alternativement, si le verre est trop fin, le carreau de silicone recevra trop de lumière solaire et commencera à surchauffer.

Le cadre métallique maintient la structure du panneau solaire. Sans cadre métallique, il n’y aurait rien qui maintienne les différents composants d’un panneau solaire ensemble.

Idéalement, le cadre du panneau solaire doit être suffisamment solide pour conserver la structure du panneau, et en même temps suffisamment flexible pour le remodeler si nécessaire. Pour cette raison, l’aluminium est le matériau le plus couramment utilisé pour les cadres de panneaux solaires.

En plus du support structurel, le cadre métallique du panneau solaire protège également l’ensemble du panneau des intempéries. Les panneaux solaires sont généralement installés sur des toits où ils sont sensibles aux intempéries telles que la pluie, le vent et la neige.

Le cadre métallique protège l’intérieur du panneau solaire lors de conditions météorologiques défavorables. Sans le bon cadre, les panneaux solaires, bien qu’efficaces, ne seraient pas aussi durables qu’ils le sont actuellement.

Fils (12V et bus)

Les panneaux solaires seraient sans aucun doute incomplets sans les fils qui permettent à l’électricité de se déplacer de la plaque de cuisson à votre maison. Les panneaux solaires sont constitués d’un câblage interne et externe qui les aide à conduire l’électricité.

Les fils de bus sont utilisés pour connecter des rangées de cellules solaires en silicone. Cela relie les lignées cellulaires de silicone afin qu’elles puissent devenir une grande tuile de silicone. Les cellules bus permettent également de faire circuler l’électricité dans le panneau solaire.

De nombreux fils différents peuvent être utilisés pour le câblage externe des panneaux solaires. Cependant, un fil standard de 12 volts est le type de fil le plus couramment utilisé.

Un fil 12 V relie le panneau solaire à un onduleur qui transmet l’électricité à votre domicile. Les fils 12V régulent la quantité d’électricité transférée du panneau solaire à l’onduleur. L’électricité produite à partir de l’énergie solaire peut être incohérente. Les fils 12 V assurent un niveau d’électricité uniforme.

Comment sont fabriqués les panneaux solaires ?

Au départ, le processus de fabrication des panneaux solaires était très expérimental et comportait de nombreuses variantes. Cependant, en raison de la demande croissante de panneaux solaires, les professionnels ont mis en place un processus de fabrication standardisé.

Les aspects techniques de la fabrication de panneaux solaires sont compliqués à expliquer sans utiliser de jargon technique. Cependant, le principe de base de la façon dont les panneaux solaires sont assemblés est relativement simple. Pour faciliter la compréhension du processus de fabrication, voici une description étape par étape de la fabrication des panneaux solaires.

Étape 1 : Le silicium est extrait du sable de silicium. Ce silicium est ensuite cuit à haute température (environ 2000 degrés Celsius) avec une source de carbone pour en extraire la matière première. Lorsque le silicium brut est extrait, il est réchauffé pour éliminer toutes les impuretés.

Étape 2 : Le silicium pur après refroidissement est dissous dans une consistance liquide et mélangé avec un peu de bore et de phosphore. Ce liquide est versé dans un grand moule carré. Après refroidissement, le silicium est retiré du moule, découpé en fines tranches et recouvert d’une couche de nitrure de silicium.

Étape 3 : Les plaquettes de silicone sont ensuite légèrement touchées pour ajouter de la texture. Cela empêche la lumière de se refléter sur la surface du silicium. L’ajout de texture aux carreaux de silicone leur permet d’absorber plus de lumière et de générer plus d’électricité. Un revêtement d’argent est ensuite ajouté au sommet de la plaquette. Le produit fini est ce que nous appelons une cellule solaire.

Étape 4 : Les cellules solaires finies passent ensuite par un processus d’inspection visuelle rigoureux. Chaque cellule solaire est vérifiée plusieurs fois pour s’assurer qu’il n’y a pas de bris ou de fissures. Les cellules qui subissent une inspection visuelle sont envoyées pour des tests supplémentaires. Les stations qui ne réussissent pas le test sont découpées et réutilisées pour être utilisées dans des appareils plus petits tels que des jouets ou des calculatrices.

Étape 5 : Les cellules qui passent par le circuit d’inspection visuelle sont ensuite testées pour voir si elles sont capables de conduire l’électricité. Les cellules sont placées sous de grandes sources de lumière solaire artificielle. Ceux qui peuvent absorber la lumière et produire de l’électricité sont ensuite transformés en panneaux solaires.

Étape 6 : Les cellules qui ont réussi le deuxième tour d’inspection sont ensuite placées dans un échantillon pavé sur une fine feuille de verre trempé. Les cellules solaires ont été recouvertes d’éthylène acétate de vinyle (EVA) et placées côte à côte sur une plaque de verre. Des rangées de cellules solaires sont également connectées à l’aide d’un fil de bus pour les fixer en place.

Étape 7 : Les fabricants observent attentivement le panneau solaire et ajoutent des doigts métalliques supplémentaires ou une barre omnibus, au choix. Ces fils et tiges aident à transmettre l’électricité des panneaux solaires au câblage externe qui transporte l’électricité jusqu’à la prise. Une fois que tout est mis en place et sécurisé, une couche supplémentaire d’EVA et de verre est ajoutée aux cellules solaires. Le placement est tel que les cellules solaires sont prises en sandwich entre deux couches d’EVA et de verre.

Étape 8 : Le panneau solaire passe ensuite par un processus appelé électroluminescence avant la stratification. Au cours de ce processus, le panneau solaire est placé devant un faisceau de lumière intense. Les fabricants inspectent à nouveau le panneau solaire pour vérifier les fissures. Les cellules solaires ont tendance à être fragiles. Par conséquent, ils doivent être inspectés plusieurs fois avant d’être approuvés.

Étape 9 : Si le panneau solaire est gravement endommagé, il est renvoyé à l’usine pour être retraité. Les fissures mineures sont soit ignorées, soit réparées sur place. Le produit est retesté à la lumière artificielle du soleil pour voir s’il peut produire de l’électricité. Les panneaux solaires qui réussissent ce test sont ensuite pris pour l’encadrement et le revêtement.

Étape 10 : Une fois que le panneau solaire est considéré comme utilisable, il passe par un processus de stratification. Ce processus consiste à fermer le panneau solaire entre deux plans de verre. Une grande plastifieuse applique beaucoup de chaleur et de pression sur le panneau pour l’enfermer à l’intérieur du verre extérieur. Ce verre protège les cellules en silicone contre d’autres bris. Il garantit également que les fils du panneau solaire ne bougent pas.

Étape 11 : Un cadre métallique est placé autour du panneau solaire laminé. Le cadre métallique est constitué d’un câblage supplémentaire. Ce câblage relie le câblage interne du panneau solaire au fil externe qui se connecte à l’onduleur. Le produit fini est revérifié pour les fissures en plaçant le panneau devant une intense ruée vers la lumière.

Étape 12 : La boîte de jonction est ajoutée à l’arrière du panneau solaire. Cette boîte de jonction stocke l’électricité et relie le panneau solaire aux prises électriques. De plus, la boîte de jonction agit également comme une diode. L’énergie solaire est imprévisible. La boîte de jonction garantit que le courant circule dans une direction et aide le fil extérieur à réguler la quantité de courant allant de la carte à la prise.

Étape 13 : Le panneau solaire final est retesté avant l’expédition. Le panneau solaire est d’abord testé pour s’assurer qu’il peut produire de l’électricité. Il est ensuite testé pour voir comment il résistera aux conditions météorologiques difficiles. Si le panneau solaire réussit les deux tests, il est expédié et configuré pour être utilisé.

Comment les panneaux solaires aident-ils l’environnement ?

Les panneaux solaires aident l’environnement en réduisant la dépendance aux combustibles fossiles pour l’énergie. Au lieu de cela, ils nous permettent de collecter une énergie solaire abondante.

À l’heure actuelle, la majeure partie de l’électricité mondiale provient de la combustion de combustibles fossiles. Ceci est dangereux pour deux raisons principales. Premièrement, les combustibles fossiles sont une ressource limitée. Cela signifie qu’une fois que nous aurons épuisé tous les combustibles fossiles que le monde a à offrir, les générations futures n’auront plus de combustibles fossiles pour produire de l’électricité.

Deuxièmement, la combustion de combustibles fossiles est très dangereuse pour l’environnement. La combustion de combustibles fossiles libère des gaz toxiques et des produits chimiques dans l’atmosphère. Ces gaz sont généralement constitués de dioxyde de carbone et de gaz à effet de serre. Lorsque ces gaz se mélangent à l’atmosphère, ils se déplacent vers le haut et causent des dommages à la couche d’ozone.

La couche d’ozone est essentielle pour protéger la Terre de la chaleur et du rayonnement solaire. Lorsqu’elle est endommagée, la lumière du soleil traverse des parties déchirées de la couche d’ozone et directement sur la Terre. Cela provoque une augmentation de la température totale de notre planète et provoque des problèmes climatiques tels que le réchauffement climatique.

Les panneaux solaires sont le moyen le plus efficace de produire de l’électricité à partir de sources d’énergie renouvelables. En absorbant la lumière du soleil et en la convertissant en électricité, les panneaux solaires agissent comme une alternative aux combustibles fossiles. Par conséquent, l’utilisation de panneaux solaires aide l’environnement en éliminant les deux problèmes mentionnés ci-dessus.

Les panneaux solaires utilisent l’une des principales sources de réchauffement climatique (le soleil) et la convertissent en source d’énergie. En utilisant des panneaux solaires, nous pouvons non seulement économiser des combustibles fossiles pour les générations futures. Mais nous pouvons également prévenir d’autres dommages à la couche d’ozone en réduisant les effets du réchauffement climatique sur notre planète.

Quel avenir pour les panneaux solaires ?

Les panneaux solaires sont la meilleure chance pour notre planète de s’adapter à un système électrique qui ne nuit pas à l’environnement.

Comme vous pouvez probablement déjà le conclure, le réchauffement climatique et le changement climatique sont des problèmes graves qui doivent être résolus dès que possible. Même si la génération actuelle n’en subit pas les conséquences, notre consommation excessive d’énergies fossiles hantera sûrement les générations futures.

Le principal problème avec les sources d’énergie renouvelables et les panneaux solaires est l’incohérence et le manque de fiabilité des sources d’énergie. Comme vous pouvez le voir dans le processus détaillé détaillé dans la section précédente, les panneaux solaires sont également compliqués à fabriquer. Bien que le silicium, le verre et l’aluminium soient des matériaux facilement disponibles, le processus de production est très fastidieux.

Pour l’avenir des panneaux solaires, de nombreux projets de recherche tentent de découvrir quels autres matériaux peuvent servir d’alternative au silicium pour la construction de cellules solaires. Les scientifiques ont remarqué des résultats positifs dans des expériences avec des panneaux solaires fabriqués avec un système photovoltaïque organique.

Cependant, la recherche est encore à un stade précoce de développement. Jusqu’à présent, personne n’a découvert d’alternative aux cellules solaires en silicone à utiliser comme semi-conducteurs dans les panneaux solaires.

Un autre problème qui entrave l’avenir des panneaux solaires est le manque de financement de la recherche. Bien que le concept d’énergie renouvelable par le biais de panneaux solaires existe depuis un certain temps, il n’y avait pas assez de fonds pour permettre des recherches appropriées ou des projets à grande échelle.

Cependant, à mesure que les conversations sur les changements environnementaux deviennent plus populaires, on espère que les scientifiques recevront plus de soutien financier pour faire progresser la technologie derrière les panneaux solaires.

En général, il est irréaliste de penser que le monde ne peut fonctionner qu’avec l’énergie solaire. Bien qu’il puisse y avoir beaucoup d’énergie pendant l’été, obtenir de l’électricité à partir de panneaux solaires pendant l’hiver ou la pluie peut être difficile. Pour l’instant, nous pouvons viser un système hybride dans lequel les sources renouvelables et non renouvelables travaillent ensemble pour produire de l’électricité.

Pourquoi être un défenseur des énergies renouvelables ?

Beaucoup de gens sont sceptiques quant aux énergies renouvelables en raison de leur dépendance à des sources d’énergie peu fiables. Certaines personnes se sentent à l’aise avec le système électrique que nous utilisons pour brûler des combustibles fossiles et ne veulent pas s’adapter aux nouveaux changements. La réticence à renouveler les sources d’énergie renouvelables est compréhensible. Cependant, refuser d’accepter le changement peut ralentir le progrès technologique et empêcher notre planète d’être sauvée des catastrophes climatiques.

Le réchauffement climatique est un problème grave qui va lentement mais sûrement détruire la planète. Le réchauffement climatique pourrait entraîner une augmentation de la température totale de la Terre. De plus, le réchauffement climatique garantit également des risques élevés de sécheresse et d’inondations. Sans oublier que la libération de dioxyde de carbone et de gaz à effet de serre provenant de la combustion de combustibles fossiles est également préjudiciable à notre santé.

Dépendre des combustibles fossiles est dangereux, non seulement pour notre planète, mais pour nous en tant qu’individus. Pour faire en sorte que le monde soit un meilleur endroit pour les générations futures, nous devons nous efforcer de comprendre le concept d’énergie renouvelable. L’énergie renouvelable n’est pas quelque chose qui justifie la peur. Tant que vous faites des recherches appropriées, vous aussi pouvez trouver en vous-même la force de soutenir les énergies renouvelables et de rendre le monde meilleur.

Conclusion

Si vous êtes intéressé par ce qu’est l’énergie solaire ou en quoi consistent les panneaux solaires ? J’espère que cet article a répondu à votre question. Maintenant que vous êtes mieux informés sur les panneaux solaires, j’espère que vous soutiendrez le mouvement mondial vers les énergies renouvelables.