Solar panels : how does it work ?

As you’ve discovered in our last article, Chile is one of the main areas for developing soalr energy projects. Solar energy sector is the most dynamic compared to other renewable energies’ markets, nowadays there are more than 500 000 solar panels that are being installed in the world. Atacama desert panels are part of this impressive data.

There are two types of solar panels :

• Thermic solar panels that turn sunlight into heat for households thanks to a storage water heater system.

• We will be focusing on the second kind as they are the most common and widepsread ones in the region we are studying : photovoltaic solar panels.

Photovoltaic energy consists in turning sunlight into electricity ; photovoltaic solar panels are made of many silicon cells, silicon being a really efficient semiconductor material. Each of these cells produces an electrical voltage between 0.5 and 0.6V.

The sunlight –formed with photons is absorbed by the thermal panel’s side –this impact triggers a flow of electrons that are present on the two silicon layers of each cell. These electrons bump into the silicon atoms changing the electrical load. That is how is being created the electric voltage. Then the tension is going through metallical wires called « strings ». These wires create a connexion between all the cells which adds all the tension produced by each cell.

The efficiency of each panel depends on the quality of the silicon cells. For example for 1000W of sunlight, a 10% yard solar panel produces 100W. There are three types of cells : monocrystalline (up to 22% yard), polycrystalline (up to 13%) and amorphous cells (less than 10% yard).

Solar panels growth can be a problem if it’s not tackled by companies in the sector. Thermal panels need to be recycled every 30 years. In France there is a company called PV Cycle that has been created by photovoltaic companies that take care of this problematic to collect and recycle the panels to reuse all the materials used for each panel. This could be a really dynamic part of the solar market in the next coing years and it needs to be watched out !

French version below

Les panneaux solaires : comment ça marche ?

Comme nous le découvrions dans notre dernier article, le Chili est actuellement un des pays les plus propices à l’essor du secteur des énergies renouvelables notamment solaire et hydraulique. Le secteur de l’énergie solaire est notamment l’un des plus dynamiques, on estime à 500 000 le nombre de panneaux solaires installés dans le monde en 2015. Les champs immenses de panneaux solaires dans l’Atacama participent largement à ce chiffre.

Il existe deux prinicpaux types de panneaux solaires :

• Les panneaux solaires thermiques qui transforment la lumière du soleil en chaleur par le biais de chauffe-eaux pour un usage exclusivement personnel ;

• Les panneaux solaires photovoltaïques sur lesquels nous nous concentrerons dans cet article car ils sont plus répandus dans la zone qui nous intéresse et présentent une formidable alternative à l’exploitation d’énergies fossiles.

L’énergie photovoltaïque repose sur le principe de transformation de la lumière en électricité. Les panneaux solaires photovoltaïques sont constitués de plusieurs cellules de silicium, composant semi-conducteur essentiel au processus. Chacune de ces cellules délivre en moyenne une tension entre 0.5 et 0.6V.

La lumière du soleil constituée de photons va entrer en contact avec la paroi de cellule du panneau provoquant ainsi un mouvement des électrons présents sur les deux couches de sicilium de chaque cellule. Ces électrons vont s’entrechoquer avec les atomes de sicilium modifiant ainsi les charges électriques. C’est ainsi que se crée la tension électrique. Ce courant continu passe ensuite par des « strings », fils métalliques entre les différentes cellules additionnant la tension produite par chacune d’entre elles.

Le rendement de chaque panneau solaire dépend de la qualité des cellules –un rendement de 10% signifie que pour une puissance de 1000W qui arrive sur le panneau, celui-ci produit 100W –on distingue les cellules monocristallines (rendement de 15 à 22%), les cellules polycristallines (10 à 13%) et les cellules amorphes (5 à 10%).

L’essor des champs de panneaux solaires pose aujourd’hui cependant le problème du recyclage de tous les matériaux utilisés. C’est cependant un problème auquel les entreprises s’attaquent dès maintenant alors que la durée de vie moyenne d’un panneau solaire est de 30 ans, ce qui leur laisse une certaine marge ! Ainsi en France, cette problématique est gérée par PV Cycle, organisme à but non lucratif créé par les entreprises du photovoltaïque afin d’assurer la collecte et le recylage particulier des panneaux obsolètes pour récupérer le maximum de matières premières ; ainsi le sicilium peut être réutilisé jusqu’à 4 fois !