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L’effet photovoltaïque a été découvert par Becquerel en 1839. L’effet photovoltaïque est un phénomène physique propre à certains matériaux appelés semi-conducteurs. Le plus connu d’entre eux étant le silicium. Lorsque les photons heurtent une surface mince de ces matériaux, ils transfèrent leur énergie aux électrons de la matière. Ceux-ci se mettent alors en mouvement dans une direction particulière, créant ainsi un courant électrique.
Dans nos régions, on peut s’attendre à un ensoleillement moyen de 1000W/m² ; une installation de 1 kilowatt crête (soit 8 à 12 m² de capteurs solaires, selon la qualité de l’équipement) devrait produire en moyenne 850 kWh par an. Une installation de 4 à 8 kWc suffit donc pour un ménage pour couvrir ses besoins énergétiques résiduels dans une maison « basse énergie ». Le système de production d’électricité photovoltaïque peut être autonome, avec stockage via des batteries, ou raccordé sur le réseau (partage des ressources et besoins). Ce dernier type est plus avantageux car il limite l’investissement et offre une totale souplesse d’utilisation (le compteur tournant à l’endroit en cas de déficit et à l’envers en cas d’excédent de production).
Le fonctionnement des systèmes solaires est silencieux et totalement inoffensif, aucun mouvement, pas de pollution directe ou indirecte, aucun déchet, aucune perturbation pour l’environnement de proximité. Les capteurs sont orientés idéalement sud-est à sud-ouest avec un angle de 15° à 45° par rapport à l’horizontale ; la pose est possible sur n’importe quel type de toiture ; une pose en surimposition est grandement préférée à une pose intégrée car le rendement des capteurs chute très sensiblement avec l’élévation de la température (plus de 80°C pour les poses intégrées).
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L’énergie solaire photovoltaïque est utilisée depuis plusieurs années dans la vie courante, elle y alimente des calculatrices et autres petits équipements domestiques. Des horodateurs sont également équipés depuis quelques années de cellules photovoltaïques.
L’une des principales applications de cette découverte est l’électricité solaire photovoltaïque, dont l’étude commença avec les applications spatiales dans les années 50.
La durée d’un tel système est de plus de 25 ans pour les capteurs et de 10 à 15 ans pour l’onduleur (période à laquelle il devient économiquement intéressant de le remplacer pour récupérer le rendement initial).
