Les panneaux photovoltaïques sont des assemblages de cellules photovoltaïques, ou cellules solaires, qui convertissent l’énergie du soleil en électricité. Parce que les cellules solaires doivent être protégées de l’environnement, les panneaux sont souvent contenus par un cadre en métal ou en plastique, et peuvent avoir un revêtement en verre. Lorsque de nombreux panneaux solaires sont utilisés ensemble, la configuration est connue sous le nom de réseau photovoltaïque ou de système photovoltaïque.
Les panneaux photovoltaïques modernes utilisent des cellules à couche mince, qui sont à la fois plus compactes et moins coûteuses que les conceptions précédentes. Il existe deux principaux types de technologies pouvant être utilisées dans les panneaux solaires, les couches minces rigides et les couches minces flexibles. Dans les systèmes rigides, toutes les cellules solaires d’un panneau sont créées directement sur une feuille de verre, qui est laminée avec une autre feuille de verre. Dans les systèmes flexibles, les cellules sont créées sur un substrat flexible, tel qu’un film polymère isolant, ou un matériau conducteur.
Les cellules solaires des panneaux photovoltaïques sont électriquement interconnectées, soit en série pour une tension optimale, soit en parallèle pour une capacité de source de courant optimale. Les panneaux solaires peuvent comprendre des cellules solaires conçues pour convertir l’énergie lumineuse d’une gamme de fréquences lumineuses différentes en électricité pour une efficacité maximale. L’utilisation de cellules solaires infrarouges peut également augmenter l’efficacité, permettant au panneau de fonctionner de nuit comme de jour. Les panneaux photovoltaïques peuvent également utiliser de petits miroirs ou lentilles pour concentrer et diriger la lumière sur les cellules solaires.
Les cellules solaires doivent être protégées des intempéries pour continuer à fonctionner. Ils peuvent être endommagés par la chaleur, le froid, l’humidité, la grêle, le vent et la neige. Ils doivent être transportés correctement, ainsi que stockés correctement dans les panneaux, afin de fonctionner pendant une durée raisonnable. Certains panneaux solaires incluent des diodes pour éviter la surchauffe. De nombreux fabricants de panneaux photovoltaïques garantissent des performances à 90 % de la puissance nominale pendant 10 ans et à 80 % de la puissance nominale pendant 25 ans.
L’utilisation de panneaux photovoltaïques comme source d’énergie ne crée aucune pollution et utilise une ressource pratiquement illimitée, la lumière du soleil. Il est également beaucoup moins cher à faire fonctionner que les autres technologies d’alimentation. Cependant, la configuration initiale d’un système photovoltaïque est très coûteuse et une centrale solaire nécessiterait une énorme quantité de terrain. De plus, l’énergie solaire n’est pas très efficace sur la base des technologies actuelles, bien que de nombreuses recherches soient consacrées à l’amélioration de la fonctionnalité des panneaux photovoltaïques. Un problème important est que les cellules solaires produisent de l’énergie à courant continu (CC), qui doit être convertie en énergie à courant alternatif (CA) pour fonctionner dans la plupart des systèmes électriques modernes.