L’énergie solaire est une ressource immense mais souvent sous-utilisée. Depuis l’Antiquité, les êtres humains ont compris l’utilité du soleil pour se chauffer, mais c’est au XIXe et au XXe siècle que son potentiel photovoltaïque a commencé à être étudié. L’utilisation du rayonnement solaire fait partie des trois grandes méthodes pour produire de l’énergie, avec l’utilisation du vent et la capture des calories disponibles dans l’air, l’eau et le sol (PAC).
L’Agence internationale de l’énergie prévoit une augmentation de 50% du parc d’énergies renouvelables installé, avec près de 1 200 GW de capacités supplémentaires d’ici 2024. Le solaire représentera quant à lui près de 60% de cette augmentation. Cependant, la fabrication des cellules photovoltaïques nécessite un savoir-faire de pointe.
Des relais statiques pour toutes les étapes de fabrication
Les cellules photovoltaïques sont des dispositifs électriques qui transforment une partie du rayonnement solaire en énergie électrique. Le silicium est le composant essentiel responsable de l’effet photovoltaïque. La fabrication de ces cellules se déroule en plusieurs étapes :
Coulage en lingotière
Le silicium multicristallin est obtenu par coulage en lingotière, où il subit un refroidissement lent durant quelques dizaines d’heures.
Tranchage et nettoyage des wafers
Les lingots monocristallins et les briques multicristallines sont découpés en tranches d’environ 250 µm grâce à une scie à fil. Après cette étape, il est essentiel d’éliminer les résidus de sciage pour retirer de la surface les imperfections causées par la découpe.
Diffusion / traitement et dopage
Les fours de traitement thermique, appelés aussi “fours à diffusion”, sont largement utilisés lors de différentes étapes du processus de fabrication des cellules photovoltaïques. Ils permettent de chauffer les wafers à des températures précises pour favoriser la diffusion des dopants à une profondeur souhaitée.
Nos relais statiques jouent un rôle essentiel dans le contrôle du chauffage de ces fours.
Recuit des contacts métalliques des wafers
Le four de frittage ultra-rapide est utilisé pour brûler et fritter les contacts métalliques des cellules solaires. Il est équipé de lampes infrarouges à ondes courtes pour chauffer la zone de traitement. Les relais statiques permettent de contrôler efficacement le chauffage par lampes infrarouges, grâce à leur mode de commande en angle de phase.
Revêtement anti-réfléchissant
Pour réduire la réflexion du rayonnement solaire sur le silicium des cellules solaires, un revêtement anti-réfléchissant est appliqué. Les relais statiques sont utilisés pour contrôler les éléments chauffants des machines qui appliquent ce revêtement. Ils garantissent un contrôle précis de la température grâce au pilotage des résistances de chauffe.
Module
À cette étape, les cellules sont encapsulées et placées dans un cadre en aluminium.
Systèmes de stockage de l’énergie et suiveurs solaires
Les systèmes photovoltaïques comportent souvent des batteries pour stocker l’énergie générée par les panneaux solaires, afin de la restituer pendant les périodes sans soleil. Les batteries doivent fournir un courant stable sur de longues périodes et conserver leurs aptitudes à la recharge. Les régulateurs de charge assurent la surveillance et la sécurité de l’installation.
Pour adapter la puissance générée par les panneaux solaires à la charge, des convertisseurs DC/DC et DC/AC sont utilisés.
Un tracker solaire est une structure qui permet d’orienter les panneaux solaires tout au long de la journée afin d’optimiser la production d’énergie. Il peut suivre le soleil sur deux axes : en azimut (d’est en ouest) et en hauteur selon les saisons. Les inverseurs DC sont utilisés dans ces systèmes pour inverser le sens de rotation des moteurs DC.
Celduc et l’électronique photovoltaïque
Celduc® est un expert en électrotechnique et en électronique de puissance depuis 1964. L’entreprise maîtrise l’ensemble de la chaîne de production des relais statiques, de l’étude à la commercialisation. Grâce à son savoir-faire unique, les produits celduc® relais sont présents dans le monde entier et sont utilisés par les plus grands groupes industriels.
Si vous avez des projets dans le domaine de l’industrie photovoltaïque, n’hésitez pas à faire appel à notre équipe d’experts !
