​

Un panneau (ou module) photovoltaïque permet de transformer le rayonnement solaire en électricité. Il est principalement formé de cellules en silicium, protégées par du verre dans un cadre en aluminium.

Il exploite une source d'énergie quasi-infinie (le soleil) et peut être installé en toiture, en façade des bâtiments, au sol ou comme ombrière de parking. Il peut être connecté au réseau électrique public ou faire partie d'un système autonome.

 

Un panneau photovoltaïque contient des matériaux photosensibles (majoritairement des semi-conducteurs) capables d'utiliser les photons du rayonnement solaire pour exciter des électrons qui alimentent des appareils électriques. Le rendement est défini par le rapport entre l'énergie électrique produite et l'énergie solaire reçue sous forme de lumière, il peut donc varier en fonction de la technologie utilisée et de l'état du panneau. Son rendement de conversion est de l'ordre de 20 %. Au soleil, une puissance nominale de 1 kW est obtenue avec une surface de 5 m2, soit 3 panneaux. En France, en 2021, les panneaux commerciaux sont généralement formés de silicium (96 % du marché mondial en 2021). Ils ont un rendement d'environ 20 %, avec une puissance nominale de 350 W pour une surface de 1 m x 1,7 m.

 

La technologie la plus répandue actuellement est à base de silicium, avec des rendements atteignant 24 % pour les modules records, et autour de 20 % pour des modules commerciaux bon marché.

Comme l'énergie fournie par le soleil dépend entre autres des conditions météorologiques et de la position du soleil dans le ciel, la puissance fournie par un panneau photovoltaïque ne sera pas toujours égale à sa puissance nominale.

Plusieurs facteurs en influencent le rendement comme le niveau d'ensoleillement, l'ombrage, la température extérieure, l'orientation et l'inclinaison du panneau, etc.

 

Il est important de ne pas confondre un panneau solaire photovoltaïque avec un panneau solaire thermique, qui permet de transférer l'énergie solaire à un fluide caloporteur sous forme de chaleur, pour ensuite être utilisée pour le chauffage de bâtiments, la production d'eau chaude sanitaire, ou encore dans divers procédés industriels.

 

En 2021, le solaire photovoltaïque a fourni 14,3 TWh, soit 3 % de l'énergie électrique consommée en France (contre 2,8 % en 2020).

En dix ans (2011-2021), la puissance du parc photovoltaïque installé en France a été multipliée par 5 pour atteindre aujourd'hui 13,2 GW, et la production d'énergie solaire a été multipliée par 6 avec 14,3 TWh en 2021.

​

Cela a permis de couvrir 3 % de la consommation électrique en 2021, contre 2,8 % en 2020. Ce taux de couverture annuel atteint 10,8 % en Corse, et respectivement 8,8 et 7,9 % sur les régions Nouvelle-Aquitaine et Occitanie. Par comparaison, la puissance du parc éolien installé en 2021 était de 18,8 GW, pour une production électrique annuelle de 36,8 TWh, soit 7,8 % de l'électricité annuelle consommée en 2021 (contre 17 GW, 39,7 TWh, et 8,8 % en 2020).

​

Les objectifs des scénarios les plus ambitieux pour le développement du solaire photovoltaïque peuvent être atteints avec les technologies actuelles, à un coût mesuré, en utilisant les surfaces déjà disponibles (toitures, parkings, friches, etc.) et sans artificialisation supplémentaire. Les recherches actuelles visent à faciliter le déploiement du solaire PV en limitant encore plus son coût et son impact environnemental, et en facilitant les usages (modules flexibles, esthétiques, etc.).

​

Les axes de recherche portent par exemple sur l’augmentation de l’efficacité, la diminution de la quantité de matériaux utilisés, la conception d’architectures facilitant le recyclage des panneaux en fin de vie ou de nouvelles applications.

Dans les pays industrialisés, le photovoltaïque permet de limiter la dépendance aux énergies fossiles. Le prix de l’électricité ne cesse d’augmenter et, face à cette situation, le laboratoire solaire est l'un des moyens de devenir autonome en énergie.

En Espagne, grâce une centrale de 800 panneaux solaires, une entreprise arrive à produire près de 15 % de ses besoins électriques. Cette énergie est estimée à environ 147 540 kWh par an. La même industrie a également réussi à réduire son empreinte carbone sur l’environnement de plus de 52,6 tonnes.

​