Rayonnement de type N, de type P, diffus et direct – comment fonctionne le soleil
La première étape consiste à comprendre les différents types de rayonnement solaire
Le soleil est une étoile géante qui émet de l’énergie tout le temps. Cette énergie est rayonnée vers l’extérieur, vers tout et finit par atteindre la terre. Pour les installations solaires, ce rayonnement est particulièrement important car la production d’électricité de pointe en dépend. Il existe plusieurs composants du rayonnement solaire et leurs effets sur votre système photovoltaïque sont abordés ci-dessous.
Rayonnement direct
Il s’agit de tout le rayonnement solaire qui atteint la terre sans être intercepté, ce qui signifie qu’il n’y a pas d’interférence des nuages, des bâtiments, des arbres, etc. La meilleure façon de comprendre ce phénomène est de sortir par une journée ensoleillée et de remarquer que la lumière arrive directement sur le sol sans interférence. Les systèmes photovoltaïques solaires produisent leur plus grande puissance lorsqu’ils sont alimentés par le rayonnement solaire direct.
Rayonnement diffus
Cette forme de rayonnement atteint la terre de façon plus indirecte. Généralement, les nuages, la vapeur d’eau et les particules en suspension dans l’air bloquent / diffusent le chemin des radiations vers la surface de la terre. Une bonne analogie serait de sortir pendant une journée nuageuse ou pluvieuse. Vous avez remarqué que vous pouvez toujours voir la lumière ? Ce n’est pas de la lumière directe, mais plutôt de la lumière diffuse. Elle n’est pas aussi brillante que la lumière directe du soleil mais vous permet quand même de voir ! De même, par temps couvert et nuageux, les panneaux solaires produisent encore de l’électricité sans rayonnement direct en exploitant le rayonnement indirect présent.
Un sandwich au silicium
C’est vraiment tout ce qu’est un panneau solaire, il y a généralement une couche extérieure en verre trempé, non réfléchissante, destinée à assurer la protection de l’environnement. La partie supérieure du panneau solaire comporte une électrode conductrice qui fait généralement office de cathode (électrode négative). Elle est suivie d’une belle couche épaisse de semi-conducteurs de type n ou p.
Panneaux solaires de type N : ont plus d’électrons libres que d’atomes
Panneaux solaires de type P : ont moins d’électrons libres
La couche supérieure est suivie par la zone d’appauvrissement, puis le matériau de type opposé se trouve de l’autre côté de cette zone.
La couche inférieure du panneau solaire est l’électrode opposée – l’anode (électrode positive). La lumière du soleil contient des photos qui sont énergisées, cette énergie est communiquée à ces photos par les réactions chimiques qui se produisent au soleil !
Cette énergie des photos est ensuite transférée aux matériaux semi conducteurs des cellules solaires, créant un flux constant d’électrons que l’on peut voir sur l’image ci-dessous. Ce flux d’électrons est ensuite exploité par l’onduleur, créant ainsi du courant alternatif qui peut être utilisé pour alimenter votre maison ou votre entreprise !
En résumé, tout est là !
Maintenant que nous connaissons certaines des façons dont l’énergie du soleil arrive sur la terre, nous avons besoin d’un moyen de quantifier l’énergie totale reçue sur une zone. Ce terme, appelé irradiation solaire, mesure l’intensité de l’énergie solaire reçue sur une zone. Les unités standard d’irradiation sont W/m2 et la quantité totale d’irradiation dépend d’un certain nombre de facteurs, dont l’emplacement du module PV, sa position par rapport au soleil, la période de l’année et les conditions météorologiques.
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