Vues : 0 Auteur : Éditeur du site Heure de publication : 2025-06-10 Origine : Site
La fabrication de panneaux solaires est essentielle aux énergies renouvelables, car elle change la façon dont nous utilisons la lumière du soleil. Aujourd’hui, l’énergie solaire fournit de l’énergie à plus de 4,7 millions de foyers américains. En 2022, l’énergie solaire représentait 15,9 % de l’électricité renouvelable, contre 13,5 % en 2021. La Californie est en tête, montrant comment l’énergie solaire peut changer l’énergie dans le monde entier.
Apprendre comment fonctionne la fabrication de panneaux solaires vous aide à comprendre cette énergie propre. Chaque panneau utilise des matériaux spéciaux et une conception soignée pour transformer la lumière du soleil en énergie. En connaissant ce processus, vous voyez comment l’énergie solaire contribue à un avenir plus vert.
Les panneaux solaires sont importants pour l’énergie propre, alimentant de nombreuses maisons et produisant beaucoup d’électricité.
L’apprentissage de matériaux comme le silicium et le verre montre comment ils contribuent à produire de l’énergie propre.
La fabrication de panneaux solaires comporte de nombreuses étapes, depuis la mise en forme du silicium jusqu'à l'assemblage des panneaux, pour les rendre solides et fonctionner correctement.
Le contrôle de la qualité est très important, avec des tests garantissant que les panneaux fonctionnent dans toutes sortes de conditions météorologiques.
Les nouvelles technologies et les nouvelles machines rendent les panneaux solaires meilleurs et moins chers, nous aidant ainsi à utiliser une énergie bonne pour la planète.
Les panneaux solaires nécessitent des matériaux spécifiques pour transformer la lumière du soleil en énergie. Chaque matériau a une fonction pour que les panneaux fonctionnent bien et durent longtemps. Examinons les matériaux principaux et spéciaux utilisés dans ces systèmes énergétiques.
Les panneaux solaires commencent par des matériaux de base. Ce sont les éléments clés qui aident les panneaux à capter la lumière du soleil et à produire de l’électricité.
Silicium : Le silicium est la partie la plus importante des panneaux solaires. Il fonctionne comme un semi-conducteur, absorbant la lumière du soleil pour créer de l’électricité. Les fabricants découpent le silicium en minces morceaux appelés plaquettes, qui constituent le cœur des cellules solaires. C’est populaire parce que c’est courant et qu’il fonctionne bien.
Verre : La couche de verre protège les cellules solaires des dommages. Il laisse également passer la lumière du soleil. Le verre trempé est solide et peut résister aux intempéries comme la grêle ou le vent.
Aluminium : Des cadres en aluminium maintiennent les panneaux ensemble. Ils sont légers mais solides, ce qui les rend faciles à installer et capables de résister aux conditions extérieures.
EVA (Ethylene Vinyl Acetate) : L'EVA est un matériau transparent qui s'enroule autour des cellules solaires. Il les protège de l'eau et du stress tout en les maintenant en place.
Backsheet : La backsheet est la couche inférieure du panneau. Il protège les parties intérieures de la lumière du soleil, de l’eau et d’autres dommages, aidant ainsi le panneau à durer plus longtemps.
Outre les matériaux principaux, les panneaux solaires en utilisent des spéciaux pour mieux fonctionner et suivre les nouvelles technologies. Ces matériaux contribuent à rendre les panneaux plus puissants.
Polysilicium : Le polysilicium est une forme pure de silicium utilisé dans les cellules solaires. Environ 90 % de cette quantité est utilisée dans la production, les usines produisant entre 122 000 et 128 000 tonnes chaque mois. C'est la clé pour des plaquettes solaires de haute qualité.
Cellules PERC : Les cellules PERC sont des cellules solaires avancées qui absorbent plus de lumière. Les usines produisent 48 gigawatts (GW) de ces cellules par mois, en utilisant 70 % de leur capacité. Ils sont très efficaces et largement utilisés.
Cellules de type N : Les cellules de type N sont un type plus récent de cellule solaire. Ils produisent 10 à 12 GW chaque mois et durent plus longtemps que les types plus anciens.
Revêtements spécialisés : Des revêtements spéciaux sur le verre réduisent la réflexion de la lumière du soleil. Cela permet à davantage de lumière solaire d’atteindre les cellules, ce qui rend les panneaux plus efficaces.
Modules avancés : les principaux fabricants utilisent 82 % de leur capacité pour fabriquer 46 GW de modules solaires avancés par an. Ces panneaux utilisent les derniers matériaux et conceptions pour produire plus d'énergie.
En mélangeant des matériaux basiques et spéciaux, les panneaux solaires ne cessent de s'améliorer. Savoir ce qu’ils contiennent vous aide à comprendre comment ils soutiennent l’énergie propre. Vous pouvez vérifier les matériaux clés dans la fabrication de panneaux solaires obtiennent plus d'informations.
Les panneaux solaires comportent des éléments importants qui travaillent ensemble pour produire de l’énergie. Chaque pièce a pour mission de maintenir le panneau en bon état de fonctionnement et de durer longtemps. Voici les principales parties :
Cellules solaires : Ce sont la partie la plus importante du panneau. Ils captent la lumière du soleil et la transforment en électricité à courant continu (CC). Les deux principaux types sont les monocristallins et les polycristallins , qui diffèrent par la manière dont ils sont fabriqués et par leur efficacité.
Couche de verre : Cette couche protège les cellules solaires des dommages. Il laisse également passer la lumière du soleil. Le verre trempé est solide et résiste aux intempéries.
Cadre : Le cadre, généralement en aluminium, maintient le panneau ensemble. Il donne du soutien et facilite l'installation du panneau.
Backsheet : C'est la couche inférieure du panneau. Il protège les parties intérieures de l’eau, du soleil et d’autres dommages.
Onduleur : Cela ne fait pas partie du panneau mais est très important. Il transforme l'électricité CC des cellules solaires en électricité à courant alternatif (AC) pour votre maison.
Chaque partie d'un panneau solaire l'aide à bien fonctionner et à durer plus longtemps. Par exemple, les cellules solaires produisent de l’énergie, mais elles perdent lentement en efficacité avec le temps.environ 0,5% chaque année. Après six ans, un panneau peut encore fonctionner à 93,75 % de sa puissance d'origine.
La couche de verre et le cadre maintiennent la solidité du panneau. Si le panneau n'est pas bien soutenu, il peut se briser lors des tempêtes. Il est très important de vérifier votre toit et vos poutres de support avant d'installer les panneaux.
La feuille de fond et les revêtements protègent le panneau des intempéries et de l'usure. Le nettoyage des panneaux peut également les aider à mieux fonctionner. La saleté peut réduire la production d'énergie jusqu'à 6,3 %. Le nettoyage peut augmenter la production d’énergie de plus de 12 %, démontrant ainsi l’importance de l’entretien.
En apprenant ce que fait chaque pièce, vous pouvez voir comment les panneaux solaires sont construits pour fonctionner efficacement et résister à des conditions difficiles.
La fabrication de panneaux solaires implique de nombreuses étapes minutieuses. Ces étapes transforment les matières premières en panneaux qui produisent de l’énergie à partir de la lumière du soleil. Chaque étape est importante pour garantir que les panneaux fonctionnent bien et durent longtemps.
Le silicium est le principal matériau de fabrication des panneaux solaires. Cela aide à transformer la lumière du soleil en électricité. Tout d’abord, le silicium est nettoyé pour le rendre suffisamment pur pour les cellules solaires. Il en existe deux types : de qualité métallurgique (MG-Si) et le silicium de qualité solaire le silicium (SoG-Si). MG-Si est encore plus nettoyé pour répondre à des normes solaires strictes.
Ce processus consomme beaucoup d’énergie et d’eau. Par exemple, en 2010, la Chine a utilisé 0,8 million de MJ d'énergie et 133 m⊃3 ; d'eau pour fabriquer du MG-Si. Les États-Unis ont utilisé beaucoup moins : 0,05 million de MJ d’énergie et 5 m⊃3 ; d'eau. D’ici 2030, ces chiffres devraient rester les mêmes. Fabriquer du SoG-Si nécessite encore plus de ressources. La Chine a utilisé 0,9 million de MJ d’énergie et 202 m⊃3 ; d'eau par unité, tandis que les États-Unis ont utilisé 0,06 million de MJ d'énergie et 19 m⊃3 ; d'eau.
| Catégorie | Chine (2010) | États-Unis (2010) | Chine (2030) | États-Unis (2030) |
|---|---|---|---|---|
| Consommation d'énergie (MG-Si) | 0,8 millions de MJ | 0,05 millions de MJ | 0,8 millions de MJ | 0,05 millions de MJ |
| Consommation d'énergie (SoG-Si) | 0,9 million de MJ | 0,06 million de MJ | 0,9 million de MJ | 0,06 million de MJ |
| Consommation d'eau (MG-Si) | 133 m⊃3 ; | 5 m⊃3 ; | 133 m⊃3 ; | 5 m⊃3 ; |
| Consommation d'eau (SoG-Si) | 202 m⊃3 ; | 19 m⊃3 ; | 202 m⊃3 ; | 19 m⊃3 ; |
Cette étape garantit que le silicium est suffisamment bon pour transformer la lumière du soleil en énergie.
Une fois silicium est fondu et façonné en lingots. nettoyé, le Ces lingots sont découpés en fines tranches qui constituent la base des cellules solaires. Les plaquettes doivent avoir la bonne épaisseur pour bien fonctionner.
De grandes améliorations ont été apportées à cette étape. Par exemple:
Adani Solar ajoutera 2 GW de capacité de lingots et de plaquettes d'ici 2023 . Ils prévoient d’atteindre 10 GW d’ici 2025.
CubicPV construit une usine de plaquettes de 10 GW, la plus grande des États-Unis
L’Asie du Sud-Est comptait 35 GW d’usines de plaquettes en 2023. Ce chiffre passera à 45 GW d’ici 2024.
Qcells investit 2,5 milliards de dollars pour fabriquer 3,3 GW de lingots, de plaquettes et de cellules chaque année.
Ces changements montrent le besoin croissant d’une meilleure production de panneaux solaires.
La prochaine étape consiste à fabriquer des cellules solaires. Cela transforme les plaquettes de silicium en cellules qui créent de l'électricité à partir de la lumière du soleil. Les étapes clés comprennent :
Texturation : les plaquettes sont rendues rugueuses pour capter davantage de lumière solaire.
Dopage : Du phosphore est ajouté pour créer un champ électrique.
Revêtement antireflet : Un revêtement est ajouté pour absorber plus de lumière solaire.
Les cellules solaires ont différents niveaux d'efficacité. La plupart des panneaux ont une efficacité de 15 à 20 %. Les panneaux monocristallins haut de gamme atteignent 20-22%, et les meilleurs montent jusqu'à 23-25%. Les cellules spéciales multi-jonctions peuvent atteindre 40 % d’efficacité mais sont très coûteuses.
Par exemple, un 1 m⊃2 ; panneau avec 20% d'efficacité fait 200 kWh/an dans des conditions normales. Dans les endroits ensoleillés comme le Colorado, elle peut produire 400 kWh/an. Dans les régions moins ensoleillées comme le Michigan, elle produit 280 kWh/an, et en Angleterre, elle tombe à 175 kWh/an.
En améliorant chaque étape, les fabricants s'assurent que les panneaux solaires fonctionnent bien pendant de nombreuses années.
L’ étape d’assemblage du panneau correspond à l’assemblage des cellules solaires pour former un panneau solaire complet. Cette partie est très importante car elle affecte le fonctionnement du panneau et sa durée de vie. Mais comment sont fabriqués les panneaux solaires lors de cette étape ? Décomposons-le en parties simples :
Disposition des cellules solaires :
les travailleurs ou les machines placent les cellules solaires selon un motif en grille. Cette configuration aide les cellules à travailler ensemble pour produire de l’électricité. Le nombre de cellules dépend de la taille du panneau et des besoins en énergie. Par exemple, les panneaux domestiques comportent généralement 60 ou 72 cellules.
Interconnexion :
De fines bandes métalliques relient les cellules solaires. Ces bandes permettent à l'électricité de circuler entre les cellules. Les connexions doivent être précises, car des erreurs peuvent réduire l'efficacité. La soudure est utilisée pour sécuriser ces connexions.
Laminage :
Les cellules connectées sont placées entre des couches de protection. Une feuille EVA transparente est ajoutée des deux côtés des cellules. Cela maintient les cellules à l’abri de l’eau et du stress tout en les maintenant en place.
Placement du verre :
Du verre trempé est ajouté au-dessus des cellules. Ce verre protège les cellules des dommages causés par les intempéries, comme la grêle ou les vents violents, tout en laissant passer la lumière du soleil.
Ajout d'une feuille de fond :
Une feuille de fond est fixée au bas du panneau. Il protège les parties intérieures de l’eau, de la saleté et du soleil, assurant ainsi la sécurité du panneau.
Contrôle qualité :
Avant de continuer, le panneau est vérifié pour détecter tout problème. Cela garantit qu’il répond aux normes de résistance et de performance.
Le processus d'assemblage des panneaux fait appel à un travail minutieux et à une technologie pour fabriquer des panneaux qui durent et produisent de l'énergie propre. Connaître cette étape vous aide à voir l'effort derrière la création de panneaux solaires.
L'encapsulation et l'encadrement sont les dernières étapes de la fabrication des panneaux solaires. Ces étapes garantissent que les panneaux sont solides, résistants aux intempéries et prêts à l'emploi.
Encapsulation :
L'encapsulation scelle les cellules solaires et leurs couches ensemble. Collez par chaleur et pression l'EVA, le verre et la feuille de fond en une seule unité. Cela empêche l’air et l’eau d’entrer, ce qui pourrait endommager les cellules. Cela rend également le panneau plus solide et moins susceptible de se plier ou de se fissurer.
Astuce : Une bonne encapsulation permet aux panneaux solaires de durer plus longtemps. Une mauvaise étanchéité peut provoquer le décollement des couches, réduisant ainsi l’efficacité.
Encadrement :
Après scellement, le panneau reçoit un cadre en aluminium. Le cadre ajoute du support et facilite l'installation du panneau sur les toits ou au sol. L’aluminium est utilisé car il résiste à la rouille et résiste bien aux conditions extérieures. Les cadres comportent également des trous pour évacuer l’eau et éviter les dommages.
Installation de la boîte de jonction :
Une boîte de jonction est ajoutée à l'arrière du panneau. Ce boîtier contient les connexions électriques et relie le panneau à un onduleur ou à d'autres panneaux. Il est scellé pour empêcher l’eau et la poussière d’entrer.
Test final :
Avant l'expédition, les panneaux sont soumis à des tests stricts. Ces tests vérifient le bon fonctionnement du panneau, sa résistance et sa résistance aux intempéries. Cela garantit que le panneau répond aux règles de l’industrie et fournit une énergie fiable.
L'encapsulation et l'encadrement sont essentiels à la fabrication de panneaux solaires durables et efficaces. En effectuant ces étapes avec soin, les fabricants créent des panneaux qui durent des décennies et fournissent une énergie propre.
5 étapes faciles pour vérifier la qualité des panneaux solaires
Le contrôle qualité est très important dans la fabrication de panneaux solaires. Des tests minutieux garantissent que les panneaux respectent les règles et fonctionnent bien pendant des années. En prenant connaissance de ces tests, vous pourrez constater le travail acharné qui se cache derrière des panneaux solaires solides et fiables.
Les normes de test établissent des règles sur la façon dont les panneaux solaires doivent fonctionner. Ces règles vérifient si les panneaux restent solides quelles que soient les conditions météorologiques. Les normes importantes comprennent :
CEI 60904-3 : Cette règle explique comment mesurer les performances des panneaux solaires. Il utilise des données spéciales sur la lumière du soleil pour vérifier la précision.
Conditions à haute température (HTC) : Les panneaux sont testés à 75°C et 1000W/m². Cela vérifie s'ils fonctionnent bien par temps très chaud.
Conditions de basse température (LTC) : Les panneaux sont testés à 15°C et 500W/m². Cela montre comment ils se comportent dans les endroits froids.
CEI 61853 : Cette règle teste les panneaux dans de nombreux types de temps. Cela permet de voir comment ils fonctionnent dans des climats réels.
Ces règles garantissent que les panneaux résistent à la chaleur, au froid et à la lumière du soleil. En les suivant, les entreprises s'assurent que leurs panels sont bons et fiables.
Les procédures de test vérifient si les panneaux sont solides et fonctionnent bien. Chaque test examine une partie différente du panel. Les tests courants incluent :
| Méthode de test | Ce qu'il vérifie | Conditions de réussite |
|---|---|---|
| Cyclisme Thermique | Perte de puissance après les cycles de chauffage et de refroidissement | Moins de 5 % de perte de puissance |
| Test de charge mécanique | Force sous forte pression | Au moins 2400 Pa sans rupture |
| Essais d'impact sur la grêle | Dommages causés par les coups de boule de glace | Moins de 5 % de perte de puissance après les coups |
| Test au brouillard salin | Résistance à l'air salin | Peu de dégâts matériels après 96 heures |
| Taux de dégradation de puissance | Quelle quantité d'énergie est perdue chaque année | En dessous de 0,5 % signifie une grande durabilité |
D'autres tests comme les tests d'électroluminescence (EL) détectent des fissures cachées. Les tests de courbe IV vérifient la quantité d’énergie produite par les panneaux. Les tests en chambre climatique copient les intempéries pour voir si les panneaux restent solides. Ces tests garantissent que les panneaux sont sûrs et de haute qualité avant d'être vendus.
En utilisant ces règles et tests, les entreprises s'assurent que les panneaux solaires sont solides et fiables. Cela permet aux panneaux de durer longtemps et de fournir une énergie constante par tous les temps.
Les nouvelles technologies changent la façon dont les panneaux solaires sont fabriqués. Les panneaux avancés comme la pérovskite et les types à couches minces s’améliorent. Les cellules tandem pérovskite-silicium atteignent désormais un rendement de 33,9 %. C’est mieux que les anciennes cellules à jonction unique. Les experts estiment que les futurs panneaux pourraient bientôt dépasser 40 % d’efficacité. Ces progrès proviennent de meilleurs matériaux et outils d’IA.
Le stockage de l’énergie s’améliore également. Les nouvelles batteries lithium-ion et Flow stockent bien l’énergie solaire. Les systèmes d’IA et d’IoT aident à gérer l’énergie de manière plus intelligente. Ces outils permettent aux panneaux de fonctionner même par mauvais temps. Ensemble, ces innovations contribuent à la croissance de l’énergie solaire dans le monde entier.
Rendre les panneaux solaires écologiques est un objectif ambitieux. D’ici 2050, l’électricité solaire américaine pourrait produire seulement 0,040 kg CO2-eq/kWh . Cela montre à quel point l’énergie solaire aide la planète. En 2019, l’énergie solaire produisait 680 TWh d’électricité, soit 2,5 % de l’énergie mondiale. Si les pays atteignent leurs objectifs climatiques, l’énergie solaire pourrait fournir 24 % de l’énergie d’ici 2050.
Le recyclage s’améliore également. Les entreprises trouvent des moyens de réutiliser le silicium et l’aluminium. Cela réduit les déchets et diminue l’impact environnemental de la fabrication des panneaux.
L'automatisation accélère la production de panneaux solaires. Les machines effectuent des tâches plus rapidement et avec moins d’erreurs. Les outils d’IA augmentent l’efficacité de 20 % et réduisent les coûts de moitié. Les lignes d'assemblage automatisées fabriquent des panneaux rapidement et de bonne qualité.
Les entreprises qui utilisent l’automatisation y voient de grands avantages. Plus de 73 % des responsables informatiques déclarent gagner du temps sur le travail manuel. Environ 51 % déclarent que les coûts ont chuté de 50 %. Ces changements rendent les panneaux solaires moins chers et plus faciles à obtenir. Cela aide davantage de personnes à passer à une énergie propre.
Apprendre comment sont fabriqués les panneaux solaires montre leur création complexe. De l’obtention des matières premières à la construction des panneaux, chaque étape compte. Par exemple, l’obtention de matériaux consomme environ 30 % de l’énergie. La fabrication de panneaux nécessite 2 000 à 2 500 kWh d'énergie chacun. Les panneaux modernes économisent cette énergie en 1 à 4 ans et fonctionnent jusqu'à 30 ans. Cela fait de l’énergie solaire un choix intelligent et écologique.
| Étape | Faits importants |
|---|---|
| Obtenir du matériel | Utilise environ 30 % de l'énergie ; implique l’extraction de silicium, d’argent, d’aluminium et de cuivre. |
| Faire des panneaux | Nécessite 2 000 à 2 500 kWh par panneau ; utilise l’énergie verte pour réduire la pollution. |
| Temps de récupération énergétique | Les panneaux économisent leur coût énergétique en 1 à 4 ans ; 25 à 30 dernières années. |
Des tests minutieux garantissent que les panneaux sont de haute qualité. Les nouvelles idées les rendent meilleurs et plus écologiques. La production de panneaux solaires contribue à la croissance de l’énergie propre et contribue à une planète plus saine pour tous.
Les panneaux solaires fonctionnent généralement entre 25 et 30 ans. En prendre soin peut les faire durer plus longtemps. Ils perdent un peu d’efficacité avec le temps mais produisent quand même de l’énergie pendant de nombreuses années.
Fabriquer un panneau solaire consomme entre 2 000 et 2 500 kWh d'énergie. Les panneaux économisent cette énergie en 1 à 4 ans. Cela en fait une option intelligente et écologique.
Oui, les panneaux solaires peuvent être recyclés. Les usines réutilisent des pièces comme le silicium, l’aluminium et le verre. Le recyclage contribue à réduire les déchets et rend la production meilleure pour la planète.
Non, les panneaux solaires sont différents en termes de type et d’efficacité. Les panneaux monocristallins fonctionnent très bien mais coûtent plus cher. Les panneaux polycristallins sont moins chers et les panneaux à couches minces sont légers et pliables.
Les panneaux cassés ne fonctionnent pas aussi bien mais produisent quand même de l'énergie. La vérification des panneaux permet souvent de détecter rapidement les problèmes. S'ils sont gravement endommagés, ils devront peut-être être remplacés pour continuer à fonctionner correctement.
