L'électricité produite par l'impact direct des rayons du soleil sur les cellules photovoltaïques est appelée électricité solaire.
Quand la lumière du soleil frappe les cellules solaires photovoltaïques, de l'électricité solaire est produite. C'est pourquoi on l'appelle également énergie photovoltaïque solaire ou PV solaire.
La production d'électricité en utilisant l'énergie solaire dépend de l'effet photovoltaïque. Dans l'effet photovoltaïque, la jonction p-n de semi-conducteur produit un potentiel électrique lorsqu'elle est exposée à la lumière du soleil. Pour cela, nous faisons une couche de semi-conducteur de type n de la jonction très fine. Elle est moins épaisse que 1 µm. La couche supérieure est la couche de type n. Nous la désignons généralement comme l'émetteur de la cellule.
La couche inférieure est une couche de semi-conducteur de type p et elle est beaucoup plus épaisse que la couche supérieure de type n. Elle peut être plus épaisse que 100 µm. Nous appelons cette couche inférieure la base de la cellule. La région de déplétion est créée à la jonction de ces deux couches en raison des ions immobiles.
Quand la lumière du soleil frappe la cellule, elle atteint facilement la jonction p-n. La jonction p-n absorbe les photons des rayons du soleil et, par conséquent, produit des paires d'électrons-trous dans la jonction. En réalité, l'énergie associée au photon excite les électrons de valence des atomes de semi-conducteur, et donc les électrons sautent vers la bande de conduction depuis la bande de valence, laissant un trou derrière chacun.
Les électrons libres, se trouvant dans la région de déplétion, passent facilement à la couche supérieure de type n en raison de la force d'attraction des ions positifs dans la région de déplétion. De la même manière, les trous se trouvant dans la région de déplétion passent facilement à la couche inférieure de type p en raison de la force d'attraction des ions négatifs dans la région de déplétion. Ce phénomène crée une différence de charge entre les couches et entraîne une petite différence de potentiel entre elles.
L'unité de telle combinaison de matériaux semi-conducteurs de type n et p pour produire une différence de potentiel électrique en lumière du soleil est appelée cellule solaire. Le silicium est généralement utilisé comme matériau semi-conducteur pour produire une telle cellule solaire.
Des bandes métalliques conductrices attachées aux cellules prennent la cellule solaire ou cellule photovoltaïque qui n'est pas capable de produire l'électricité souhaitée, mais plutôt une quantité très faible d'électricité. Par conséquent, pour extraire le niveau d'électricité souhaité, un nombre nécessaire de telles cellules sont connectées ensemble en parallèle et en série pour former un module solaire ou un module photovoltaïque. En réalité, seule la lumière du soleil n'est pas le facteur. Le facteur principal est la lumière ou le faisceau de photons pour produire de l'électricité dans la cellule solaire. Ainsi, une cellule solaire peut également fonctionner par temps nuageux ainsi que sous la lueur de la lune, mais alors le taux de production d'électricité devient faible car il dépend de l'intensité du rayon lumineux incident.
Le système de production d'électricité solaire est utile pour produire une quantité modérée de puissance. Le système fonctionne tant qu'il y a une bonne intensité de lumière du soleil naturelle. L'endroit où les modules solaires sont installés doit être libre d'obstacles tels que des arbres et des bâtiments, sinon il y aura de l'ombre sur le panneau solaire, ce qui affecte les performances du système. Il est généralement admis que l'électricité solaire est une alternative impraticable de la source conventionnelle d'électricité et devrait être utilisée lorsque aucune alternative traditionnelle de la source conventionnelle d'électricité n'est disponible. Mais ce n'est pas le cas réel. Souvent, il semble que l'électricité solaire soit une alternative plus économique que les autres alternatives traditionnelles de l'électricité conventionnelle.
Par exemple : – Il est toujours économique d'installer une lumière solaire ou une source d'énergie solaire là où il est difficile et coûteux d'obtenir un point de raccordement auprès de l'autorité locale de distribution d'électricité, tels que dans un jardin éloigné, un abri ou un garage où un point de raccordement standard n'est pas disponible. Le système d'électricité solaire est plus fiable et ininterrompu car il ne subit pas de coupures de courant indésirables d'une compagnie de distribution d'électricité. Pour construire une source d'énergie électrique mobile, pour des besoins de puissance modérés, le module solaire est un bon choix. Il peut être utile lors de camping, de travaux sur des sites extérieurs. C'est le moyen le plus efficace de créer de l'énergie verte pour nos propres besoins et peut-être pour vendre l'énergie excédentaire aux clients, mais pour produire de l'électricité à grande échelle, l'investissement et le volume du système deviennent suffisamment importants. Dans ce cas, la surface du projet sera beaucoup plus grande que celle d'un projet conventionnel. Bien que pour alimenter quelques lumières et des appareils électriques de faible puissance tels que des ordinateurs portables, des téléviseurs de taille portable, des mini-réfrigérateurs, etc., le système d'électricité solaire soit tout à fait adapté, à condition qu'il y ait suffisamment d'espace libre au sol ou sur le toit pour installer des panneaux solaires. Mais il n'est pas du tout économique d'alimenter des équipements électriques à forte consommation tels que des ventilateurs à haute vitesse, des chauffages, des machines à laver, des climatiseurs et des outils électriques avec l'aide de l'électricité solaire car le coût de production d'une telle énergie élevée est assez élevé. De plus, il peut manquer d'espace sur votre terrain pour l'installation d'un grand panneau solaire. Les utilisations idéales des panneaux solaires à bas coût sont la recharge des batteries dans les caravanes et les véhicules de loisirs ou sur les bateaux lorsque ceux-ci ne sont pas en mouvement, à condition qu'il y ait une installation de recharge par dynamo pendant le mouvement de ces véhicules.
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