Les panneaux solaires sont constitués d'un certain nombre de cellules solaires individuelles. Les propriétés de ces cellules déterminent la puissance maximale globale de l'ensemble du panneau. La puissance électrique générée par les panneaux solaires est mesurée en watts. Chaque panneau solaire a une puissance nominale de sortie basée sur sa puissance de sortie dans des conditions d'ensoleillement spécifiques.
Puissances nominales et efficacité du panneau
L'énergie solaire disponible pour les systèmes de panneaux solaires dépend d'un certain nombre de facteurs. La latitude, les conditions météorologiques et l'angle de la lumière solaire incidente affectent chacun la quantité d'énergie solaire disponible à un endroit. Cependant, afin d'évaluer les panneaux solaires à des fins de comparaison, les fabricants supposent une énergie solaire disponible moyenne de 1 000 watts par mètre carré. Le pourcentage de cette énergie qui est converti en énergie électrique est l'efficacité du panneau. Par exemple, un panneau de 1 mètre carré peut avoir une puissance nominale de 150 watts. En supposant 1 000 watts disponibles, ce panneau convertit 15 % de cette énergie solaire en énergie électrique. Par conséquent, ce panneau a une efficacité de 15 pour cent. Le panneau solaire moyen en silicium produit de l'électricité avec un rendement d'environ 15 à 18 %, selon le type de cristal de silicium.
Caractéristiques des cellules solaires
La puissance de sortie d'un panneau solaire dépend de la tension et du courant générés par ses cellules individuelles. La tension est la différence de potentiel électrique entre deux points et est mesurée en volts. Le courant est la mesure du flux de charge électrique à travers une zone donnée et est mesuré en ampères. Une cellule solaire au silicium typique génère entre 0,5 et 0,6 volts. Le courant de sortie varie en fonction de la taille de la cellule. En général, une cellule au silicium typique disponible dans le commerce produit un courant compris entre 28 et 35 milliampères par centimètre carré. Lorsque les cellules sont combinées, le courant et la tension peuvent être augmentés. La puissance est le produit de la tension et du courant. Par conséquent, les modules plus grands auront des puissances nominales de sortie plus élevées.
Connexions cellulaires
Les cellules peuvent être connectées en série ou en parallèle. Les connexions en série sont constituées de cellules connectées bout à bout. Lorsque les cellules sont connectées en série, leurs tensions s'ajoutent mais pas leurs courants; le courant d'une connexion en série est le même que celui d'une cellule. Par exemple, deux cellules produisant 0,6 volt connectées en série produiraient 1,2 volt. Cependant, le courant n'augmenterait pas. Les connexions parallèles sont constituées de cellules connectées côte à côte. Lorsque les cellules sont connectées en parallèle, leurs courants s'ajoutent, mais pas leurs tensions. Vous pouvez combiner ces deux types de connexions afin d'obtenir presque toutes les combinaisons de tension et de courant, ce qui donne une grande variété de puissances de sortie.
Ombrage et watts de sortie
Si les panneaux solaires sont directement ombragés ou reçoivent un ensoleillement réduit, leur courant diminue. Par conséquent, ils produiront une quantité d'énergie inférieure. Si une cellule ombrée est connectée en série avec d'autres cellules, le courant global de la connexion en série est limité à celui de la cellule ombrée. Dans les cas extrêmes, ce déséquilibre de puissance peut endommager un panneau solaire. Pour cette raison, les panneaux sont généralement équipés de composants appelés diodes de dérivation, qui redirigent le flux de courant autour des cellules ombragées ou altérées.