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Panneau Solaire : Comment ça fonctionne

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Nur Temiz

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Un panneau solaire est un dispositif qui consiste à récupérer l’énergie du rayon solaire pour le transformer en énergie électrique. C’est un appareil placé sur votre toit qui va vous permettre de générer votre propre électricité.

Sommaire

Vous avez décidé ou pris l’initiative d’installer des panneaux solaires chez vous. Sachez que vous optez pour une très bonne démarche sur le long terme.

Une des nouvelles tendances écologiques en 2021 est le développement des services d’installations des panneaux solaires.

Pourtant, avec le développement de ce secteur, nous avons beaucoup d’idées reçues et de doutes quant à la véracité de plusieurs affirmations du type :

“Mon panneau solaire ne fonctionne que quand il fait chaud” ou encore “La durée de vie des panneaux solaires est trop courtes pour être rentable !”.

Sachez une chose, tout ceci est FAUX ! Ou presque

Avant de vous lancer dans ce projet, il est important de connaître le fonctionnement et la composition des panneaux solaires pour ensuite vous parler des avantages de celui-ci.

Panneau Photovoltaïque

Les panneaux solaires c’est quoi ?

Il s’agit d’un dispositif de production d’énergie renouvelable. Un panneau solaire est composé de silicium qui est le semi-conducteur le plus courant dans l’industrie solaire.

Ces cellules de silicium (ou cellules photovoltaïques) captent la lumière du soleil pour le transformer par la suite en courant continu.

Comment fonctionne un panneau photovoltaïque ?

Pour simplifier, voici un résumé des étapes qui va permettre de produire de l’électricité via un panneau solaire photovoltaïque :

Les photons viennent frapper les cellules photovoltaïques.

Les électrons se déplacent en produisant un courant électrique continu.

Courant électrique continue qui se transforme en courant alternatif grâce aux onduleurs (que l’on verra par la suite)

Le principal composant d’un panneau solaire photovoltaïque est un module qui permet de transformer l’énergie solaire en électricité. C’est notamment possible grâce aux cellules photovoltaïques qui composent le module.

Qu’est-ce que le Kilowattheure et le kilowatt-crête ?

Il faut savoir que lorsqu’on parle de panneau solaire, on utilise souvent deux unités qui sont : kilowatt-crête (kWc) et Kilowattheure (kWh)

On utilise le kilowatt-crête (ou kWc) pour mesurer la puissance délivrée par un panneau solaire dans des conditions standards.

Le kilowattheure (ou kWh) mesure lui la quantité d’énergie produite effectivement par le panneau solaire pendant une période donnée.

Les différentes technologies de panneaux photovoltaïques

Aujourd’hui sur le marché solaire, il existe de différentes et nouvelles technologies. Il est possible d’avoir des panneaux de 455 watts voire même plus. Cette partie du système qui génère l’électricité peut être installée en quantité maximale sur votre toit. Il faut savoir que votre production sera optimale dans le cas où l’installation serait orientée à 30 degrés sud ou Est-ouest. Une installation orientée vers le nord aura moins de rendement financièrement parlant.

Ceci étant dit, il existe plusieurs technologies de panneaux photovoltaïques.

Panneau Monocristallins

D’une manière générale, les panneaux monocristallins disposent d’un rendement de conversion plus élevé. Ainsi, à surface égale, un panneau mono peut produire plus qu’un panneau poly de 1 % à 3 %. De plus, sur un panneau Mono, la production démarre légèrement plus tôt dans la journée et s’arrête légèrement plus tard dans la soirée. C’est en fait dû aux caractéristiques physiques du cristal de silicium. La tension d’une cellule monocristalline sera plus élevée en comparaison avec une cellule polycristalline à ensoleillement égal. C’est donc un choix particulièrement intéressant pour les besoins importants sur une surface plus réduite.

Panneau Polycristallins

Les panneaux polycristallins offrent un rendement surfacique légèrement moins élevé. Le rendement de conversion est plus faible. La production d’énergie démarrera plus tard dans la journée.

De par son processus de fabrication, il est moins cher que la monocristalline, mais il bénéficie de rendements inférieurs allant de 14 à 18 % en moyenne.

Chez Soleilex, nous nous efforçons de maximiser votre valeur de production en faisant soigneusement attention aux obstacles et calculant minutieusement les parts d’ombre pour maximiser votre production. Malheureusement, il existe sur le marché des entreprises qui installent sans forcément prendre en compte ces parts d’ombre qui peut nuire à votre production sur le long terme. Si votre toiture comporte ces risques d’ombrage, nous pouvons alors compléter votre installation avec un optimiseur pour ajuster votre production.

Onduleur/Optimiseur

Pour information, il est impératif de transformer le courant électrique continu en courant alternatif pour pouvoir l’utilisé dans votre logement ou envoyé sur le réseau de distribution électrique. C’est justement à ce moment qu’intervient les onduleurs qui sont une machine indispensable pour générer de l’électricité à partir de l’énergie solaire et pouvoir l’utiliser.

Pour cela, il existe différents types d’onduleurs solaires.

L’onduleur central

C’est un onduleur unique pour toute votre installation et qui permet de relier tous vos panneaux. Les panneaux solaires sont donc liés à un simple onduleur qui transforme tout le courant continu en alternatif. Il doit être installé au plus près de vos panneaux, dans un endroit protégé et au frais.

Il possède une durée de vie comprise entre 8 et 12 ans.

Plusieurs fabricants d’onduleur central peuvent néanmoins étendre leur garantie sur 5, 10 voir 15 ans en adaptant le prix.

Voici un exemple d’onduleur central que l’on vous propose :

  • L’onduleur central SMA qui est connu de longues dates dans le milieu solaire en proposant des onduleurs Sunny Boy qui est un produit offrant toutes les fonctions incontournables d’un onduleur.
Avantages Inconvénients
  • Possibilité de gérer plusieurs « string » (série) grâce à plusieurs MPPT (entrées) et d’augmenter le rendement global de l’installation.
  • Simplicité pour le SAV
  • Si l’un des panneaux s’arrête de produire, c’est toute votre installation qui ne produit plus

 

Micro-onduleur 

C’est un ondulateur miniature qui est positionné directement en dessous de chaque panneau. Chaque panneau à son propre onduleur et peut donc fonctionner de manière indépendante sans pour autant être relié aux autres.

Ils sont généralement assurés pendant 20 ans.

Voici un exemple de micro-onduleur que l’on vous propose :

  • Micro-onduleur Enphase qui est un onduleur alliant qualité et fiabilité.
Avantages Inconvénients
  • L’installation continue de produire même si un des panneau ne fonctionne plus contrairement à l’onduleur central
  • Indépendance de chaque capteur (une ombre ou une panne n’affecte pas la production des autres capteurs)
  • En cas de panne, l’intervention s’effectue en toiture et nécessite du matériel sécuritaire
  • Coût d’investissement élevé

L’optimiseur

Un optimiseur s’installe entre un panneau solaire et un onduleur. On utilise donc un optimiseur pour chaque panneau. L’optimiseur n’est pas un ondulateur, il ne convertit pas le courant, mais est complémentaire à l’installation de celui-ci.

Si un panneau tombe en panne ou subit un dysfonctionnement, l’ensemble de votre installation ne pourra plus produire.

L’optimiseur va justement venir corriger ce problème. L’efficacité du système peut être améliorée en utilisant des optimiseurs dans des situations comme parfois les sorties de cheminées sur le toit qui peuvent empêcher les panneaux de fonctionner à certains moments de la journée à cause de l’ombrage causé par celui-ci. Installé en complément de votre ondulateur, il va optimiser le fonctionnement de chacun des panneaux et éviter ce type de problème.

L’optimiseur reste donc un choix optionnel.

Autre élément

Les câbles

Il est impératif de choisir le bon diamètre de câble pour votre installation photovoltaïque : en effet, des risques d’incendie peuvent survenir en cas de surchauffe. De plus, faire le bon choix avant l’installation vous permet d’éviter des pertes en ligne et des surcoûts dus à l’achat d’une section surdimensionnée.

Le diamètre des câbles se détermine en fonction de l’intensité du courant (A) et de la distance à parcourir. Les câbles de grande section pour l’acheminement de courant continu sur de longues distances sont onéreux. Il est économiquement judicieux de faire le bon calcul de la section à commander avant l’installation de la centrale photovoltaïque.

En tant qu’expert chez Soleilex, nous procédons à une installation méticuleuse de qualité en optant pour le bon voltage et en effectuant un travail de qualité au niveau du système tout en restant économique.

Coffret AC

Les coffrets de protection solaires AC sont des coffrets équipés de composants adaptés à l’usage d’un champ photovoltaïque en courant alternatif.

Il se situe en aval de l’onduleur, entre l’onduleur et le tableau de comptage électrique. Il contient notamment des dispositifs permettant la protection des biens et des personnes situées dans l’habitation.

Coffret DC

Le coffret DC est situé, électriquement, entre les panneaux photovoltaïques et l’onduleur. Il contient notamment un sectionneur qui permet de couper l’injection de courant continu en amont de l’onduleur et d’arrêter le système quand il est nécessaire. Attention, il n’éteint pas les panneaux photovoltaïques qui tant qu’ils sont soumis à la lumière continue de produire du courant.

Les idées reçues sur les panneaux solaire

Avec le développement de ce marché, nous avons beaucoup de clichés concernant les panneaux solaires.

“Les panneaux solaires ont une durée de vie de 20 ans”  

FAUX.

Cette affirmation était vraie il y a plus de 30 ans, mais plus aujourd’hui.

Les avancées scientifiques et les progrès technologiques ont fait que cette durée de vie est nettement supérieure. D’autant plus que les constructeurs garantissent une production optimale de 25 ans.

Ils ont une durée de vie minimum comprise entre 25 et 30 ans et peuvent continuer à produire au-delà de 35 ans avec des rendements toujours très satisfaisants.

“Les panneaux solaires sont fragiles et s’abîment vite” 

FAUX.

La certification internationale IEC 161215 (Commission Électrotechnique Internationale) est obligatoire pour la mise sur le marché des panneaux solaires. Elle est garant de qualité en matière de stabilité mécanique et de respect des paramètres électriques. Elle impose des tests de résistance, dont celle à la grêle et à la neige.

Il y a également une vidéo qui circule sur YouTube où on peut apercevoir des chèvres marcher sur ces panneaux solaires pour donner un aperçu de leur robustesse.

“J’habite dans le nord et il n’y a pas assez de soleil, le temps est souvent couvert ce qui ne vaut pas le coup” 

FAUX.

Par définition, le photovoltaïque convertit la lumière pour produire de l’électricité, contrairement au solaire thermique qui capte la chaleur des rayons du soleil. En effet, c’est la luminosité solaire et les photons qui créent l’effet photovoltaïque.

Conclusion

Afin que les panneaux solaires fonctionnent bien, il faut bien sûr un taux d’ensoleillement minimum. Mais pour cela, pas besoin d’être au sud, certaines régions du nord et de l’est se prêtent particulièrement bien à ces installations. C’est une remarque que l’on entend le plus souvent.

Votre situation géographique aura certes une influence sur la production de vos panneaux solaires, mais ce n’est en aucun cas un prérequis.

Votre rentabilité dépendra surtout des critères suivants :

  • Une orientation des panneaux photovoltaïques au plus proche du plein sud
  • Une inclinaison de votre toiture à 30 degrés
  • Une absence d’ombrages proches ou lointains
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