Comment fabriquer un panneau solaire ?

Les panneaux solaires sont des dispositifs qui convertissent l’énergie solaire en électricité pour alimenter divers appareils ménagers et équipements industriels. En exploitant la lumière du soleil, une source d’énergie renouvelable et gratuite, ils sont très utiles et peuvent réduire non seulement votre facture d’électricité, mais aussi l’empreinte carbone de votre foyer. Cependant, de nombreuses personnes peuvent trouver difficile de franchir le pas en raison des obstacles financiers liés à l’achat et à l’installation de ces panneaux.

Les matériaux utilisés dans les panneaux solaires

La majorité des panneaux solaires sont fabriqués à partir de silicium, utilisé dans la fabrication des cellules solaires. Ce matériau possède deux propriétés très intéressantes : il est photosensible et semi-conducteur.

Il y a deux choses importantes à savoir sur le silicium

• Le silicium est le deuxième élément le plus abondant sur terre, le premier étant l’oxygène. 28% de la croûte terrestre est constituée de silicium !
• Le silicium n’existe pas à l’état pur dans la nature. Pour l’obtenir, il faut donc passer par une étape de raffinage. Il est généralement extrait du quartz ou du sable.

La Chine est le premier producteur mondial de silicium. Elle représente environ 71 % de la production mondiale.

La production de silicium nécessite un processus de réduction à très haute température. Après refroidissement, les lingots obtenus sont découpés en fines tranches. Celles-ci constituent le matériau des cellules solaires.

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Les autres éléments qui composent les panneaux solaires

D’autres matériaux sont également nécessaires à la fabrication des panneaux solaires :

• Cadre en aluminium ;
• Panneaux de verre protecteur ;
• Plastique pour envelopper les cellules ;
• Connexions en cuivre ou en argent.

La production de panneaux est généralement automatisée.

Les étapes pour fabriquer les panneaux

La fabrication des panneaux photovoltaïques comporte une série d’étapes. La formation du silicium est la première étape.

Mise en place des composants

Les cellules solaires sont achetées. Il en existe plusieurs types sur le marché. Les cellules fabriquées aux États-Unis, au Japon et en Chine sont de bons choix. Choisissez des cellules en silicium polycristallin, car elles sont probablement les plus efficaces, compte tenu de leur prix. Le nombre de cellules dépend de la quantité d’énergie électrique que vous souhaitez produire. Vérifiez leurs spécifications avant de les commander.

• Les batteries sont très fragiles, n’oubliez pas d’emporter des batteries de rechange.
• Elles peuvent être facilement achetées sur des sites tels qu’eBay. Elles peuvent également être disponibles dans votre magasin de bricolage local.
• Si vous recevez une pile protégée par de la cire, vous devrez l’enlever dès réception du colis. Pour ce faire, faites-les tremper dans de l’eau chaude mais non bouillante.
• Le prix d’une cellule est d’environ 1 EUR par watt.

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Relier les cellules

Collez les cellules sur le tableau. Appliquez un peu de colle au centre de la surface arrière de la cellule et placez-la sur la carte. Les fils de connexion doivent être alignés dans chaque rangée. Soulevez l’extrémité non soudée du fil pour vous assurer que la cellule bouge librement.

• N’oubliez pas que chaque rangée de cellules doit se déplacer dans la direction opposée à la rangée voisine. Si la partie non soudée du fil pointe vers un côté dans la première rangée, elle pointera vers le côté opposé dans la deuxième rangée.
• Pour réduire le nombre de cellules, disposez-les en longues rangées. Par exemple, faites trois rangées de 12 cellules disposées verticalement.
• Laissez également une marge de 2,5 cm à chaque extrémité de la carte.

Soudez les cellules. Appliquez du flux sur les deux lignes épaisses (lignes de contact) de chaque cellule. Soudez ensuite un morceau de fil de connexion libre sur la longueur de la ligne de contact.

Le fil situé à l’arrière de la cellule doit toujours être soudé à l’avant de la cellule suivante de la même rangée.

Reliez la première rangée au ruban de connexion. Il a la même forme que le fil de connexion, mais il est plus large. En partant de l’extrémité de la première rangée, soudez le fil de connexion à la ligne de contact de la première cellule. Faites-le dépasser de 2,5 cm le fil et étendez-le jusqu’au bord de la carte. Connectez ces deux fils au bus de connexion avec une longueur égale à la distance entre les deux lignes de contact de la cellule.

Passez à la deuxième rangée, en reliant l’extrémité de la première rangée à la deuxième rangée et en utilisant une longueur de ruban suffisante, connectez les fils d’extrémité aux fils situés à l’extrémité de la carte ; la dernière cellule de la deuxième rangée doit être préparée en ajoutant un fil de patte comme cela a été fait pour la première cellule de la première rangée.

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Fabriquer une boîte pour les panneaux

Mesurez les dimensions du module solaire. Mesurez l’espace occupé par le support de la cellule solaire. La boîte doit avoir au moins cette dimension. Prévoyez une marge de 2,5 cm sur les côtés gauche et droit pour l’emplacement du circuit imprimé. Lorsque le module entre dans la boîte, il doit rester 2,5 cm d’espace libre aux quatre coins. Si ce n’est pas le cas, vérifiez les dimensions.

Veillez également à ce qu’il y ait suffisamment d’espace pour le ruban de connexion.

Fabriquez le fond de la boîte. Découpez le contreplaqué aux dimensions que vous avez mesurées précédemment, plus l’espace pour les côtés de la boîte. Vous pouvez utiliser une scie à table ou une scie sauteuse. Cela dépend de votre équipement.

Fabriquez les côtés. Mesurez deux feuilles de matériau non conducteur de 2,5 cm de large et de 5 cm d’épaisseur, de la même longueur que les longs côtés de la boîte. Mesurez ensuite deux autres planches de 2,5 cm x 5 cm de la longueur appropriée pour les insérer entre les deux planches précédentes afin de compléter les côtés de la boîte. Coupez les planches mesurées et assemblez-les à l’aide de vis à tête plate et de vis à bois.

Les matériaux et outils nécessaires à la fabrication des panneaux solaires

Pour fabriquer de petits panneaux solaires, vous aurez besoin : de la grille arrière d’un petit réfrigérateur, de planches de bois, de petits carrés, de feuilles d’aluminium, de morceaux de bois, de plaques de verre, d’un tuyau de la même longueur que celui de la grille, de vis à bois, de ruban adhésif et d’eau. Outils à prévoir : perceuse, scie, cutter, ciseaux.

Création du cadre

Pour entourer et fixer les panneaux, fabriquez un cadre de la même taille que la grille du réfrigérateur. Posez une feuille d’aluminium sur une planche de bois et suspendez les panneaux avec le cadre vers le haut et la planche fixée à l’arrière.

Fixation des éléments

Placez la grille du réfrigérateur dans le cadre, faites passer les deux tuyaux d’évacuation à travers le cadre, bouchez tous les trous et fixez-les avec du ruban adhésif.

Finition

Placez un long tuyau à la sortie de la grille et fixez-le au bas du cadre à l’aide de ruban adhésif ou de fixations solides, puis placez la vitre sur le dessus.

Enfin, l’installation peut être testée en plaçant le « panneau » face au soleil et en faisant circuler de l’eau dans le tuyau…