Rendement panneaux solaires

[EspritTordu]

Bonjour,

Comment s'explique le faible rendement des panneaux photovoltaïques ?
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[DonPanic]

Bonjour,
Comment s'explique le faible rendement des panneaux photovoltaïques ?

Parce que les cellules photovoltaïques fonctionnent avec une plage restreinte de longueurs d'onde

[Evil.Saien]

Bonjour,

Comment s'explique le faible rendement des panneaux photovoltaïques ?

23%, c'est pas si mal... Comparé aux moteurs a essence !

[EspritTordu]

Quelles parties du spectre électromagnétique les cellules sont elles capables de convertir ?

N'y a-t-il pas aussi un problème de réflexion d'une partie du rayonnement? Quelle est sa source, le soleil ou bien le panneau qui réémet?

[A voir en vidéo sur Futura]

[Cécile]

Bonjour,

Comment s'explique le faible rendement des panneaux photovoltaïques ?

C'est notamment parce que chaque photon ne crée par la paire électron-trou nécessaire pour produire l'électricité. Et que même quand il la crée, il y a beaucoup de recombinaison immédiate de l'électron et du trou.
Toute la difficulté est d'avoir un matériau où cette paire se fait facilement, mais où on arrive à séparer très vite l'électron et le trou. Et ce, sans que la cellule photovoltaïque soit trop épaisse (sans quoi il y a plein de pertes).
La question de la longueur d'onde me semble secondaire. Si déjà on savait récupérer plus de lumière visible, ce serait bien.

Cela dit, le principal frein aux panneaux photovoltaïque n'est pas leur rendement, mais leur coût. Un panneau 2 fois plus efficace mais 3 fois plus cher ne se vendrait pas. Alors qu'un panneau un peu moins efficace mais beaucoup moins cher ferait un tabac. Les surfaces pour mettre les panneaux sont là (il suffit de penser à tous les toits). Mais l'électricité ainsi produite reste trop coûteuse.

[Evil.Saien]

La question de la longueur d'onde me semble secondaire. Si déjà on savait récupérer plus de lumière visible, ce serait bien

C'est au contraire le plus gros problème ! Puisque sous lumière artificielle le rendement d'une cellule photovoltaïque peut atteindre 80%, contre seulement 23% avec une lumière naturelle (et encore pour les toutes meilleures cellules...). Ce qui montre qu'une grande partie du spectre n'est pas utilisée !

Toutefois je suis d'accord que les recombinaisons electrons-trous sont aussi importantes, la reflections aussi.

Pour le moment, le plus gros problème pour les panneaux solaires est leur coût en terme d'énergie et la polution qu'entraine leur fabrication. En effet (différent selon certaines sources), j'ai entendu qu'il fallait entre 14 ans (pour les plus otpimistes) pour qu'un panneau "rembourse" l'énergie qu'il a couté. Les plus pessimistes diront qu'il ne la remboursera jamais contre a partir de 7 ans, le rendement d'un panneau, et notamment les cellules PIN, baisse considérablement, presque de moitié. Pour le moment, la production de panneaux solaires étant faible, les fabriquants bénéficient des "restes" de la production des puces éléctroniques pour avoir de sillicium moins cheres. Lorsque les panneaux solaires seront plus produit, on peut s'attendre a une augmentation du prix... Et donc a une rentabilité plus lente en terme de prix. Voila un second argument en défaveur du panneau solaire.

[f6bes]

.. Puisque sous lumière artificielle le rendement d'une cellule photovoltaïque peut atteindre 80%, contre seulement 23% avec une lumière naturelle (et encore pour les toutes meilleures cellules...). Ce qui montre qu'une grande partie du spectre n'est pas utilisée !

.

Bsr,
Il y a qq chose qui me chiffonne dans cette démonstration.
Quelle sont les longeurs d'ondes pour cette lumiére artificielle?
Si ces longeurs d'ondes correspondent au maxi de SENSIBILITE
des cellules, c'est encore heureux !!
Qu'en à la lumiére naturelle ,dont je suppose que le spectre
est bien plus large, que la lumiére artifiecielle, (faut bien
qu'il y ai une différençe qq part !!) il n'y à rien
d'étonnant qu'une partie du spectre n'ai aucune influençe
sur la cellule.Pour peu que l'on "élargisse" la largeur du
spectre , sur que le rendement va encore diminuer.
On compare quoi à quoi ?
Cordialement

[Evil.Saien]

Salut,

En effet la lumiére artificielle n'emet en théorie qu'une petite plage de fréquence. C'était juste pour dire que pour le moment, le faible rendement des panneaux solaires est principalement du au fait qu'une grande partie du spectre solaire n'est pas convertie en électricité, et moins du aux recombinaisons électrons-trous ayant lieu dans les cellules...

En augmentant la plage de la transformation du spectre solaire, le rendement pourrait etre augmenté. Toutefois ca entraine d'autre problème, notamment pour les photons a frequence élevée qui sont absorbée sur une courte distance dans la cellule et qui ont une probabilité de recombinaison beaucoup plus grande.

[f6bes]

Bjr Evil,
Bon d'accord, donc on ne compare pas la meme chose !!!
Cordialement

[EspritTordu]

Y aurait-il une amélioration de rendement si deux panneaux seraient montés face à face tel un V, où chacun des panneaux formeraient un angle de 45° avec l'horizontale, de manière que la lumière réfléchie soit piègée et convertie par le panneaux opposé?

[Cécile]

Pour le moment, le plus gros problème pour les panneaux solaires est leur coût en terme d'énergie et la polution qu'entraine leur fabrication. En effet (différent selon certaines sources), j'ai entendu qu'il fallait entre 14 ans (pour les plus otpimistes) pour qu'un panneau "rembourse" l'énergie qu'il a couté. Les plus pessimistes diront qu'il ne la remboursera jamais contre a partir de 7 ans, le rendement d'un panneau, et notamment les cellules PIN, baisse considérablement, presque de moitié.

Tes sources me paraissent bizarres.
Selon les miennes, c'est maximumc cinq ans, pour une durée de vie supérieure à 20 ans (durée de vie garantie par le constructeur, pendant laquelle les performances atteignent au moins 95% des performances de départ... dans les faits, la durée de vie est bien plus longue que 20 ans).
www.outilssolaires.com/pv/prin-bilan.htm
http://comm.energie.lesverts.fr/arti...?id_article=84

Pour le moment, la production de panneaux solaires étant faible, les fabriquants bénéficient des "restes" de la production des puces éléctroniques pour avoir de sillicium moins cheres. Lorsque les panneaux solaires seront plus produit, on peut s'attendre a une augmentation du prix... Et donc a une rentabilité plus lente en terme de prix. Voila un second argument en défaveur du panneau solaire.

Oui, mais aussi à une diminution du temps de "remboursement" de l'énergie de fabrication du panneau. En effet, le photovoltaïque n'a pas besoin d'un silicium aussi pur que pour l'électronique. Or, la purification poussée est très coûteuse en énergie.

[Evil.Saien]

Tes sources me paraissent bizarres

Sur wiki, ils se mouillent pas trop et annoncent "entre 1 et 30 ans" avant rentabilisation énergitique.

Aussi on peut voir qu'en Angleterre, le soleil étant peu présent et l'électricité bon marché, il faut près de 64 ans pour rembourser (monnaiterement parlant) la cellule ! Sachant que la durée de vie se situe entre 25 et 30 ans (selon les sources), c'est économiquement pas rentable, ni énergetiquement dans les cas les plus pessimistes !

Il y a ici un rapport assez interessant (je sais pas si il est tres officiel, mais bon)
http://www.agores.org/Publications/PV2010/Vol1.pdf

[Cécile]

Aussi on peut voir qu'en Angleterre, le soleil étant peu présent et l'électricité bon marché, il faut près de 64 ans pour rembourser (monnaiterement parlant) la cellule !

sur le plan économique, on est tout à fait d'accord. Mais il faut aussi voir que l'électricité anglaise est beaucoup basée sur le charbon, et que les conséquences environnementales ne sont pas prises en compte dans ce prix. Un prix de l'électricité prenant en compte les "externalités" (comme on dit en jargon économique) rendrait l'électricité anglaise bien plus chère... et le photovoltaïque un peu plus rentable.

Sachant que la durée de vie se situe entre 25 et 30 ans (selon les sources), c'est économiquement pas rentable, ni énergetiquement dans les cas les plus pessimistes !

Energétiquement, je n'ai encore rien lu de convaincant sur le fait que ce ne soit pas rentable. Les sources les plus fiables que j'ai lues parlent de 3 à 5 ans pour "rembourser" l'énergie de construction

[invite9a944cba]

bonjour,

lors de l'installation de panneau PV, on recommande de les orienter au sud et de les incliner à environ 45° afin de récupérer le maximum de lumière tout au long de la journée.

Y aurait-il une amélioration de rendement si deux panneaux seraient montés face à face tel un V, où chacun des panneaux formeraient un angle de 45° avec l'horizontale, de manière que la lumière réfléchie soit piègée et convertie par le panneaux opposé?

dans ce cas de figure, l'un des deux panneaux ne recevrait quasiment aucune lumière solaire directe puisque qu'il serait orienté au Nord! d'où une production d'électricité très faible qui ne justifierait pas ce montage.

Geoffrey.

[EspritTordu]

l'un des deux panneaux ne recevrait quasiment aucune lumière solaire directe puisque qu'il serait orienté au Nord!

Mais alors je plaçerais l'ensemble V de façon à ce que la bissectrice du V soit à 45°...

[invité576543]

Mais alors je plaçerais l'ensemble V de façon à ce que la bissectrice du V soit à 45°...

Peut-être. Mais cela ne cherche à résoudre qu'un problème de rendement à surface occupée égale.

Or en général ce n'est pas la place qui manque, mais les panneaux. A place non limitée, et à surface de panneaux égale, le plus efficace est de les mettre tous plein Sud inclinés à 45°!

Cordialement,

[Cécile]

lors de l'installation de panneau PV, on recommande de les orienter au sud et de les incliner à environ 45° afin de récupérer le maximum de lumière tout au long de la journée.

Pour le sud, c'est vrai.
Pour l'inclinaison, tout dépend de ce qu'on cherche. Si l'installation est couplée au réseau, on cherche à produire le maximum d'électricité sans s'occuper du moment où elle est produite, et on place les panneaux de façon qu'en été, la production soit maximum.
Si l'installation est autonome, on cherchera à ce que l'électricité produite en hiver ne soit pas trop faible, et il faudra donc des panneaux un peu plus "verticaux" que dans le cas précédent.
L'inclinaison doit donc être prévue en fonction de l'utilisation qu'on aura de ces panneaux.

[EspritTordu]

Peut-être. Mais cela ne cherche à résoudre qu'un problème de rendement à surface occupée égale.

Oui c'est vrai, c'est une donc une manière artificielle d'augmenter le rendement. Peut-on avancer un chiffre?

Qu'en serait-il alors si au lieu de placer les panneaux comme un V, on placerait alors les cellules photovoltaïques de cette manière? Est-ce que ce montage serait équivalent aux panneaux en V?

[Evil.Saien]

Salut,

Ben en fait non ca ameliore pas de rendement moyen sur la journee si on le laisse dans une position fixe, puisque l'angle moyen entre la plaque est le soleil reste de 45 degres. Pour vraiment l'augmenter, il faudrait un moteur qui change de temps en temps l'orientation du panneau...

[gennyF]

Tes sources me paraissent bizarres.
Selon les miennes, c'est maximumc cinq ans, pour une durée de vie supérieure à 20 ans (durée de vie garantie par le constructeur, pendant laquelle les performances atteignent au moins 95% des performances de départ... dans les faits, la durée de vie est bien plus longue que 20 ans).
www.outilssolaires.com/pv/prin-bilan.htm
http://comm.energie.lesverts.fr/arti...?id_article=84

Oui, mais aussi à une diminution du temps de "remboursement" de l'énergie de fabrication du panneau. En effet, le photovoltaïque n'a pas besoin d'un silicium aussi pur que pour l'électronique. Or, la purification poussée est très coûteuse en énergie.

J'ai assisté recement a un discours de commerial Tenesol. Leurs panneaux sont garantis a 80%. A savoir si la chute se passe dans le 1ere 2 ans, a but de 20ans ou de facon egale sur les 20ans. Ca va jouer beaucoup dans le calcule d'amortissement de l'achat.

Ils prennent pas en compte la demunitions du au montage sur toiture à 30 degree et affirme que l'orientation SW ne perds que 4%. Cela me semble peu probable en vu de la fort reduction de production avec une incidence rassante. Les chiffres presentés etait beaucoup trop simpliste pour en faire un estimation juste de l'amoritissement et revenu de la production.

En gros les resultat sont a verifer.

J'ai commencer a formuler un calcule sur la variation du rendement en rapport avec la position du panneau mais ca se releve assez complex. Avant de passer des jours (voir plus) sur le projet du calcule je me demande si on connait des methodes publiés.

Nota bene, je ne veut pas des pages php qui propose des calcules occulte, ca n'aurait pas plus de sense que de croire le vendeur des panneau.

Je veux voir les mathemetiques a derriere pour que je voir ce qui est pris en compte (ou pas). Puis je vai programmer les calcules ou faire sur papier , peu importe.

Il me semble qu'il faut un expression mathematique pour le trajet du soliel durant l'année et la reponse angulaire d'un panneau "typique" puis des donnees metéo au moins mensuels pour l'ensoleilment.

Quelqu'un?

[invitebd2682df]

Je suis d'accord avec Esprit tordu concernant l'orientation des panneaux ou des cellules en V. Mais moi je propose autre chose.
Pourquoi ne oas placer les cellules a la verticale sur les capteurs de façon à se que les pertes de réflection d'une cellules soit récupérée par celle d'en face ( sachant qu'il s'agit d'environ 10% de pertes ). Une fois le panneau solaire positionné pour que les cellules soient à 45°, on obtiendrais certainement un bon rendement non ?

[dob300]

Bonjour,

Je me présente, Jean-Pierre, passionné d'astronomie, mais plus particulièrement de fabrication d'objectif de telescopes. Je m'interresse jusqu'à présent qu'à l'observation du soleil, entre autre, c'est à dire le coté esthétique de la chose... Mais notre étoile présente d'autres interêts plus utiles, vous en savez qqchose !
Je me demandais juste si l'utilisation de miroirs concaves pour produire une très haute température sur une très petites surfaces pouvait être envisageable pour la production d'énergie ou chauffage d'eau ?

Dob

"N'OBSERVEZ JAMAIS LE SOLEIL AVEC UN INSTRUMENT OPTIQUE, MEME DE PETITES JUMELLES LE RISQUE DE CECITE EST IMMEDIAT ET IRREVERSIBLE"

[Zozo_MP]

Je me demandais juste si l'utilisation de miroirs concaves pour produire une très haute température sur une très petites surfaces pouvait être envisageable pour la production d'énergie ou chauffage d'eau ?

Oui c'est possible et cela existe mais la difficulté est de maîtriser en permance la circulation du calorigène. Si la pompe de circulation s'arrête et bien en 20 secondes tout est cramé fondu, vulcain est un gamin à côté de ça.

Ceci dit en Afrique j'ai vu plusieurs petites installations quelques dizaines de litres chauffés avec une simple parabole et une cocotte minute. C'était utilisé pour la stérélisation ou pour obtenir de l'eau sans germes.

Voir par exemple les études et les tests très impressionnants faits par le CNRS à Odeillo.

une petite vidéo (pas du CNRS) pour montre combien cela chauffe mais ca vous le savez
http://www.youtube.com/watch?v=HONitiUCn2E&NR=1

Cordialement

[Cécile]

Je me demandais juste si l'utilisation de miroirs concaves pour produire une très haute température sur une très petites surfaces pouvait être envisageable pour la production d'énergie ou chauffage d'eau ?

Oui, ça s'appelle le solaire thermodynamique (cherchez avec ces mots clé), et on en trouve notamment en Espagne (centrale de recherche d'Almeria, et je crois qu'il y a maintenant une centrale industrielle). Simplement, cela ne marche que sous fort ensoleillement.

Genny, je pense que tu as raison de douter de certaines affirmations des constructeurs de PV. Cela dit, je ne pense pas que les calculs suffisent, il faut surtout des mesures en labo pour connaître le rendement. De plus, j'ai entendu récemment que le rendement des panneaux chutait lors que la température des pannaux augmentait... ce qui est généralement le cas en plein soleil. Or, j'imagine que les constructeurs font leurs mesures dans les conditions les plus bénéfiques pour eux. Qu'est-ce que ça vaut en conditions réelles ? Je crois qu'une norme de mesure serait bienvenue.

[gennyF]

De plus, j'ai entendu récemment que le rendement des panneaux chutait lors que la température des pannaux augmentait... ce qui est généralement le cas en plein soleil. Or, j'imagine que les constructeurs font leurs mesures dans les conditions les plus bénéfiques pour eux. Qu'est-ce que ça vaut en conditions réelles ? Je crois qu'une norme de mesure serait bienvenue.

Quand en pense qu'il y a à peu pret 1kW/m2 qui tommbe et que le panneau va en convertir 15% le quasi totalité du restant va servir a chauffer, en Aout tu peut faire de la friture sur les panneaux.

Le meilleur serait CHP (combinasion de chauffage est d'electicité) , mais je ne sait pas si les conditions de rachat au trarif preferenciel, qui exigent la pose integre en toiture, permetent de recouperer le chaleur par deriere.

[invite76532345]

Bonjour

Quand en pense qu'il y a à peu près 1kW/m² qui tombe et que le panneau va en convertir 15% la quasi totalité du restant va servir à chauffer,

Mis à part le français très approximatif (relire le point 12 de la charte, sinon );
il y a "à peu près 1kW/m² qui tombe " Sous quelle forme cela "tombe" t'il ?
Il me semble surprenant que ce brave soleil nous envoie 1kW/m² sous forme de lumière.
N'y aurait il pas, dans le "1kw/m²" une forte proportion d'énergie thermique (ou calorifique) qui sert....."à chauffer"..... comme aurait dit Mr de La Palisse (Jacques pour les amis).
Et seule la lumière est transformée en électricité par les panneaux "Machin" ou "Chose" (célèbres marques de fabrique)
A suivre

[invite4ff75c43]

Synthèse de ce que j'ai lu dans vos différentes discussions.
Je lis un rendement de 23 % c'est même très bien. est ce du mono ou polycristallin?. Votre temps de retour est lié à ce que vous mettez soit 2 ou 3 kwcc. C'est lié aussi au conseil régional de votre région. En bretagne c'est zéro, mais certaines régions donnent 2100 à 2400 € en sus du crédit d'impôt qui effectivement fait chuter ou augmenter cet investissement.
Pour ma part en intégration je situe le matériel et la MO à 23000 € TTC posés pour 2000 Wc.
En moyenne 11 à 12 ans sont nécessaires en amortissement. Pendant 8 à 9 ans c'est tout bénéf car l'EDF vous rachète votre électricité pendant 20 ans avec le droit de diminuer ce rachat de 3 % par an.
Ce qui est déguelasse c'est que le rachat entre du PV encastré ou intégré est différent 0.56 € HT et 0,31 € HT. eh oui le taux de tva est de 19,6 puisque vous devenez producteur d'électricité (loi du 26 juillet 2006, décret 171 .etc..). Sur du PV à pqser sur toiture le rendement est meilleur car les panneaux sont ventilés, mais pas du tout esthétiques.
En 20 ans un PV donne encore 80 % et non 95 %. en 25 ans 50 % et rien après 30 ans. Je donne une généralité sans faire de marque.
Méfiez vous suivant les propositions votre onduleur lui ne fera en moyenne 7 à 15 ans suivant le fabricant. Attn aux chinois.
Merci de bien lire que le meilleur est plein Sud mais à 30 , 35 ° et non 45°. dans ce cas bien lire les documentation des fabricants ou assembleurs et d'utiliser un tableau avec des coefficients correcteurs, idem pour une orientation sud ouest ou est. Surtout pas d'ombre.
Pas d'accord plus on vendra du PV plus on en fabriquera et cela diminuera les coûts de fabrication facteur de 2 sur 10 ans. Cela s'est déjà produit avec des pays avancés comme le Japon et l'Allemagne.
Pour faire du PV on utilise la lumière (photon)du soleil et non la chaleur.
Salutations

[Zozo_MP]

Avant de vouloir donner des corrections il vaudrait meilleur faire ses devoirs.

Bonsoir

Vous avez bien tord de vous en prendre à Papikiwi et je vous suggère de vous excuser auprès de lui en MP.

Egalement, je vous dis gentiment et poliment les choses suivantes :

- Soit vous n'êtes pas français et l'effort que vous faites pour vous exprimer dans cette langue difficile est méritoire, même si le nombre de fautes et de mots inventés à la centaine de caractères est surprenante.

- Soit vous avez suivi tout votre cursus scolaire sur le territoire français auquel cas c'est vraiment affligeant, mais c’est la voie royale pour le prix Renaudot.

Je vous prie d'agréer, gennyF, mes platitudes les plus sincères.

[invite76532345]

Bonjour gennyF

Après vous avoir prévenu (e?), je constate:
1/ Récidive d'infraction au point 12 de la charte
2/ Critique de la modération à partir d'un simple avertissement

En première réaction je supprime donc votre dernier message rédigé dans une langue qui ne ressemble que de très loin au français.

La modération
Papykiwi

[gennyF]

Bon, je m'excuse de ma manque de metrise de la langue francaise. Comme d'autres ont appercu ce n'est pas ma langue materelle.

Peut-être vous preferer de corriger vos propres bavures scientifiques dans un francais bien ecrit. Admettant que vous avez lu mon message avant de le retirer vous auriez les info necessaires.

2ème: vous citer des reglements de ne pas critiquer la moderation. Je ne croit pas avoir critiquer la moderation, plutôt un post d'un moderateur qui contiens des erreurs importants sur le sujet. Ce n'est pas la meme chose. Je ne voit pas que les regles vous permet de poster n'importequoi sans que personne n'a le droit de vous corriger.

D'autant plus que vous avez tenter de critquer le contenu d'un de mes postes toutes ignorant les bases vous-même.

Ce n'est votre badge de moderateur qui vous rends une authorité sur la science donc je vous invite a respecter les contributions des autres.

Je souligne encore cela n'est pas un critique de votre moderation mais le contenu erroné de vos contributions a ce discussion.