En raison de différents processus technologiques de fabrication, les panneaux polycristallins et les modules photovoltaïques monocristallins diffèrent par leurs performances, leur apparence et leur prix. Les cellules solaires des deux types ont plus de choses en commun qu'entre elles. Les deux sont faits de silicium cristallin obtenu à partir de sable de quartz. Il est difficile de croire que le photovoltaïque, l'énergie renouvelable du futur, repose sur l'élément chimique le plus couramment trouvé sur Terre.
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Cellules photovoltaïques monocristallines et panneaux polycristallins
Fabrication de cellules photovoltaïques
Les modules solaires monocristallins et polycristallins sont constitués de silicium cristallin. Le silicium est fondu à 1500°C, puis le bloc refroidi est découpé en fines lamelles. Dans l'étape suivante, la surface de la cellule solaire est modifiée pour obtenir le meilleur effet photovoltaïque. Un revêtement protecteur est appliqué et les fils électriques sont montés. Moins il y a de cristaux dans la cellule, plus il y a d'électricité produite. Comme vous pouvez le deviner, la cellule est dans le meilleur des cas un cristal.
Monocristallin - il est composé d'un monocristal. Comme son nom l'indique, une cellule solaire est un grand cristal dans lequel les électrons se déplacent librement. Cependant, la production de cette forme de silicium est plus complexe. Un germe de cristal est placé dans le creuset dans la masse de silicium fondu, à partir de laquelle un grand monocristal en forme de cylindre est formé.
En coupant un monocristal cylindrique en tranches, on obtient des alvéoles rondes qui, placées les unes à côté des autres, laissent beaucoup de vides. Pour cette raison, les cercles sont coupés en une forme presque carrée. C'est pourquoi le panneau monocristallin présente des points de contact brillants caractéristiques visibles des cellules sur la surface noire des cristaux. Initialement, un panneau photovoltaïque monocristallin nécessitait une grande quantité de matériau. Grâce aux scies modernes, la consommation de silicium a été réduite de près de 5 grammes par watt de puissance à moins de 4 grammes.
Avantages et inconvénients des panneaux monocristallins
Aujourd'hui, le photovoltaïque en tant qu'énergie renouvelable repose à 90 % sur des modules à plaques, c'est-à-dire polycristallins et monocristallins. Avec le temps, l'importance des cellules de deuxième génération, appelées cellules à couches minces, va sûrement augmenter. Une telle cellule diffère de la cellule classique par une couche semi-conductrice très fine (de 1 à 80 µm) appliquée avec une technique particulière. Jusqu'à présent, les modules à couche mince détiennent une part de marché d'environ cinq pour cent.
Les modules photovoltaïques monocristallins sont toujours inférieurs aux polycristallins en termes de popularité, mais à bien des égards, ils sont meilleurs qu'eux et le prix ne diffère pas tellement. Par exemple, un panneau monocristallin d'une puissance de 320 W coûte environ 1 200 PLN, tandis que le prix d'un panneau polycristallin d'une puissance de 280 W est d'environ 1 000 PLN.
Il y a bien sûr des raisons d'envisager l'utilisation de modules à couches minces ou polycristallins. Cependant, il semble que la meilleure option soit d'utiliser des panneaux monocristallins. Ils convainquent par une plus grande efficacité et peuvent produire plusieurs pour cent d'électricité en plus pour la même surface de toit. La même installation s'amortira plus tôt et commencera à générer des bénéfices purs. Les prix des installations photovoltaïques ont baissé ces dernières années, et en plus, un système de surtaxes a été mis en place, ce qui rend inutile le choix de panneaux moins chers et plus faibles. Vérifiez également cet article sur les types de modules solaires.
Différences entre les panneaux monocristallins et polycristallins
L'apparence et la couleur des cellules photovoltaïques
Les cellules constituées de plusieurs cristaux sont découpées dans un morceau de quartz et ont la forme d'un carré. Pliées en panneau, elles créent une surface uniforme. Leur couleur est bleu foncé. Les limites des monocristaux sont reconnaissables.
Dans les conditions de production, un cristal de silicium expansé prend la forme d'un cylindre. Pour faciliter l'assemblage des alvéoles en modules rectangulaires, les tranches rondes sont découpées en carré en laissant de petits arrondis aux angles. Ce sont ces courbes qui créent les points lumineux visibles sur le fond noir des panneaux monocristallins.
Des panneaux monocristallins avec doublure noire sont disponibles. De cette façon, toute la surface reste uniformément noire sans points plus clairs. Le panneau complètement noir ne diffère pas par ses performances du panneau classique, mais il a un aspect plus esthétique, ce qui influence son choix.
Prix promotionnels des panneaux solaires et pompes à chaleur
Efficacité des cellules photovoltaïques
L'idéal serait de convertir 100% de l'énergie du rayonnement solaire qui va à la cellule en électricité. Les photons incidents sur un semi-conducteur font bouger les électrons et, par conséquent, un courant électrique, mais le rendement est loin d'être parfait. La pureté des cristaux et leur taille affectent les performances d'une cellule photovoltaïque car les frontières des cristaux limitent la liberté de mouvement des électrons.
L'efficacité des panneaux polycristallins est d'environ 15%, tandis que certaines entreprises, jusqu'à présent expérimentalement, ont réussi à atteindre même 19%. Les cellules monocristallines n'ont pas de frontières cristallines gênantes et permettent un rendement de 20 %. Les panneaux hautes performances sont capables de convertir 23% de l'énergie solaire, et la limite supérieure est aujourd'hui de près de 26%.
Les panneaux solaires réduisent l'efficacité lorsque la température augmente. Les cellules monocristallines montrent une diminution plus faible de l'efficacité par degré Celsius. Il s'avère que lors des journées glaciales et ensoleillées, la production d'énergie est beaucoup plus efficace que pendant la chaleur estivale. Un facteur naturel qui a un effet positif sur les performances est le vent, qui refroidit les cellules de silicium.
Panneaux monocristallins ou polycristallins ? telle est la question
La plupart des fabricants de modules proposent presque exclusivement des modules monocristallins. Le panneau photovoltaïque monocristallin est de plus en plus souvent installé sur les toits des maisons unifamiliales. Pourquoi choisir cette nouvelle version de cellule solaire ?
En raison de leur plus grande efficacité, les modules monocristallins nécessitent moins de surface pour générer la même quantité d'électricité que les modules polycristallins. Si l'investisseur dispose d'un espace limité, les panneaux monocristallins seront meilleurs. Malgré le coût d'investissement plus élevé, chaque kilowattheure d'énergie supplémentaire augmente l'autoconsommation, ce qui réduit le coût de l'électricité du réseau. Dans le cas de la disponibilité de l'espace, des panneaux polycristallins légèrement moins efficaces, mais moins chers, fonctionneront également. En outre, il convient également de consulter la liste de prix des panneaux photovoltaïques et les coûts de leur installation, ce qui peut également être utile lors du choix.
