Matériaux photovoltaïques (PV) : le cœur de l'énergie solaire
1. Panneaux solaires
La majorité des panneaux solaires sont fabriqués à partir de silicium, un matériau peu coûteux et abondant dans l'environnement. Basé sur la propriété du silocon, qui convertit la lumière en électricité, il existe deux variétés de base pour les panneaux produits par silocon : mono et multi polysilocon ; puis il y a les panneaux à couches minces. Ces panneaux à couches minces peuvent inclure d'autres éléments tels que : du tellurure de cadmium, du séléniure de cuivre, d'indium et de gallium, d'autres siliciums amorphes et bien sûr encore du silocon. En règle générale, les panneaux à couches minces sont également moins chers que les polycristaux, mais leur taux de conversion d'énergie est généralement inférieur à celui des panneaux en polysilocon.
2. Onduleurs
Les onduleurs sont également fabriqués à partir de semi-conducteurs et de silicium. La plupart des gens utilisent un onduleur central comme type d’onduleur. C'est le plus durable et le plus fiable.
3. Systèmes de montage
Les systèmes de montage sont fabriqués avec des matériaux résistants aux intempéries comme l'aluminium, l'acier inoxydable et l'acier galvanisé.
4. Câblage et composants électriques
Le cuivre sert de conducteur principal au câblage. Pour protéger le câblage des dommages et de l'environnement, les fils de cuivre sont blindés avec des matériaux isolants tels que le PVC ou le polyéthylène.
5. Piles
Les systèmes qui utilisent l’énergie solaire utilisent généralement les batteries suivantes : plomb-acide, nickel-cadmium et lithium-ion. Les produits longs au cadmium et au lithium-ion gagnent en popularité à mesure que leurs prix diminuent et que leur qualité et leur efficacité s'améliorent. Ils sont plus légers et plus petits, ce qui constitue un avantage supplémentaire en termes d'efficacité et de rationalisation pour le système.
Matériaux conducteurs : le système nerveux
Un transfert d’énergie efficace repose sur ces composants essentiels :
un. Pâte d'argent
b. Câblage en cuivre
c. Semi-conducteurs en carbure de silicium (SiC)
Le SiC est utilisé dans les onduleurs et peut gérer des tensions élevées sans surchauffe. Cela augmente l’efficacité d’environ 1 à 2 % par rapport au silicium ordinaire.
Stockage d’énergie : combler le fossé solaire
Pour pallier l'intermittence du solaire, ces matériaux stockent le surplus d'énergie :
A. Piles au lithium-ion
Dominant le marché, les batteries lithium-ion offrent une efficacité de 90 à 95 % et 10 000+ cycles de charge. Pour les maisons et les réseaux, ils sont parfaits.
B. Batteries utilisant des ions sodium
La technologie sodium-ion utilise des matériaux facilement disponibles comme le phosphate de fer sodium et est 30 % moins chère que le lithium. idéal pour le stockage à l’échelle de la grille.
C. Piles avec flux redox au vanadium
Ceux-ci stockent l’énergie dans des électrolytes liquides, offrant un stockage de 100+ MWh. Leur évolutivité convient aux applications industrielles.
La durabilité : un défi matériel
