Un module photovoltaïque est un ensemble de cellules solaires connectées permettant de capter l’énergie du rayonnement solaire. Chaque cellule est connectée électriquement à ces modules, qui à leur tour sont fusionnés en un panneau. Lorsque des panneaux photovoltaïques sont installés à divers endroits, ils deviennent des réseaux. Ce réseau est connecté à un onduleur et à une batterie pour le stockage de l’énergie.
Malheureusement, ces modules sont sensibles à un certain nombre d’effets environnementaux, ils nécessitent donc une protection contre les éléments. De ce fait, ils doivent être recouverts de verre pour permettre au rayonnement solaire de pénétrer dans les cellules. Les modules sont également soutenus par des supports en métal, en fibre de verre ou en plastique. Cela les maintient forts contre les vents violents.
L’énergie lumineuse sous forme de photons est collectée par le module photovoltaïque. Les cellules de silicium cristallin collectent ces photons à partir d’une gamme de fréquences lumineuses. Cependant, les difficultés avec le spectre infrarouge et ultraviolet limitent l’efficacité des procédés. Les photons impactent les cellules de silicium et stimulent les électrons. Lorsque ces électrons sont excités, de l’électricité est créée et stockée ou envoyée dans un réseau électrique.
Chacune des connexions électriques est placée en série pour obtenir la meilleure tension de sortie et le meilleur courant possibles. La surchauffe des cellules causée par l’ombre est évitée grâce à un système de diodes. Un module photovoltaïque peut également être modifié à l’aide d’un concentrateur. Il s’agit essentiellement d’une série de lentilles et de miroirs qui peuvent recueillir de plus grandes quantités de photons et les diriger vers de plus petites plaines de cellules.
Les laboratoires Bell ont développé l’idée d’un module photovoltaïque à base de silicium en 1954. Le premier dispositif pratique pour collecter le rayonnement solaire et le convertir en électricité a été construit par Daryl Chapin, Calvin Fuller et Gerald Pearson dans l’installation. Le taux d’efficacité de conversion de la lumière du soleil était d’environ six pour cent. Cela signifiait que seule une petite partie des photons impactant le module photovoltaïque produisait réellement de l’électricité. Cela a été un défi majeur pour l’industrie, qui a tenté de modifier le processus pour mieux utiliser les photons et le spectre de la lumière du soleil.
Les cellules solaires, le plus souvent utilisées sous la forme de panneaux photovoltaïques, ont un certain nombre d’utilisations. Ils peuvent être utilisés simplement pour alimenter de petits appareils tels que des calculatrices ou des éclairages de jardin. Sinon, de grands réseaux peuvent être construits sur les toits et dans les champs pour produire de l’électricité qui peut être injectée dans le réseau électrique pour compenser l’utilisation d’autres ressources. En raison de la longue durée de vie du photovoltaïque, la NASA et d’autres agences spatiales ont utilisé des bardeaux solaires pour alimenter la majorité des satellites et la Station spatiale internationale. Cela fournit une source d’alimentation infinie et une solution qui maintient ces objets alimentés et en place pendant une longue période.