Fonctionnement – Panneaux photovoltaïques

Les composantes de votre installation photovoltaïque

Une installation photovoltaïque est composée de deux éléments principaux: les panneaux et l’onduleur.

Les panneaux photovoltaïques sont reliés à l’onduleur, qui transforme le courant continu produit par vos panneaux en courant alternatif, lui-même relié à votre compteur électrique.

L’ensemble de votre installation est ainsi raccordée au réseau commun de distribution afin de pouvoir y injecter ou prélever de l’électricité quand vous en avez besoin.

Découvrez en détails, les composantes d’une installation solaire photovoltaïque.

Les composantes de votre installation photovoltaïque | Energreen

Principes de base

Les panneaux photovoltaïques sont réalisés à partir de cellules photovoltaïques à base de silicium. Le silicium est un semi-conducteur, il utilise l’énergie des photons contenus dans la lumière du soleil pour produire  du courant continu. Cette électricité est dite “verte”, car sa production n’émet pas de gaz à effet de serre.

L’onduleur transforme ensuite ce courant continu en courant alternatif, le courant utilisé dans le circuit électrique de nos maisons.

Les panneaux photovoltaïques produisent l’électricité grâce à la lumière du soleil, et non grâce à sa chaleur. Ils fonctionnent donc très bien dans des régions plus froides.

De plus, cette source d’énergie est inépuisable car sa source est le soleil. Elle est donc particulièrement adaptée à nos besoins énergétiques.

Panneaux photovoltaïques et réseau de distribution

Le réseau électrique

Sans le réseau de distribution, impossible de “bénéficier” de votre production.

Votre installation y est raccordée afin d’y injecter ou d’y puiser l’électricité dont vous avez besoin, quand vous en avez besoin.

Raccordement panneau photovoltaïque onduleur monitoring et batterie

Votre compteur

Il reçoit le courant alternatif qui provient de l’onduleur. Il « tourne à l’envers » lorsque votre production excède votre consommation (sauf à Bruxelles). L’électricité produite est alors rejetée sur le réseau public.

Système de surveillance en ligne monitoring production photovoltaïque

Le monitoring

Le monitoring de votre installation photovoltaïque vous offre la possibilité d’analyser les performances de production de vos panneaux depuis votre ordinateur, tablette ou smartphone.

Les panneaux solaires

Dans la majorité des cas, votre installation est placée sur votre toit. Il existe toutefois, d’autres types de pose.

Vos panneaux sont fixés sur une structure métallique et reliés avec des câbles. Ils transforment l’énergie contenue dans la lumière du soleil en électricité grâce à l’effet photovoltaïque qui apparaît dans les couches de silicium, élément principal des cellules photovoltaïques de vos panneaux.

Les structures de montage (rails, crochets, etc.) permettent de maintenir les panneaux photovoltaïques solidement en place sans compromettre l’étanchéité de votre toiture et de résister aux conditions climatiques.

 

L’onduleur photovoltaïque

L’onduleur, placé généralement à proximité du tableau électrique, transforme le courant continu produit par vos panneaux en courant alternatif pour vous permettre d’alimenter vos différents appareils électriques.

Comme cette activité dégage de la chaleur, il vaut mieux le placer dans un endroit frais comme votre garage ou votre cave.

L’onduleur est toujours accompagné d’un disjoncteur pour vous protéger contre les risques d’électrocution.

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Les strings: palliez aux pertes de production

Les panneaux solaires et l’onduleur sont les éléments principaux qui composent une installation de photovoltaïque. Pour que ces éléments fonctionnent de manière optimale, il est nécessaire d’assembler les panneaux en chaînes, ou “strings“, reliées à un onduleur. Cette méthode évite de devoir relier chaque panneau à son propre onduleur.

En effet, les strings de panneaux permettent d’envoyer toute la tension à un seul onduleur. La tension est dès lors optimalisée. Le nombre de panneaux qui peut être raccordés dans la chaîne est déterminé par différents facteurs:

  • La puissance maximale de la chaîne de panneaux ne peut dépasser une certaine proportion de la puissance maximale d’entrée de l’onduleur.
  • La tension maximale de la chaîne de panneaux ne peut dépasser la tension maximale admissible par l’élément le plus faible qui compose le circuit de courant continu.

Le trajet qu’effectue le courant entre les panneaux et l’onduleur peut être source de pertes de production en cas de zone d’ombre. En effet, comme la tension du string dépend de la tension de l’élément le plus faible, une zone d’ombre sur un panneau va affecter toute la chaîne de panneaux. Chaque string de de panneaux sera réalisé de manière verticale ou horizontale, afin de minimiser l’impact des zones d’ombre sur l’ensemble de l’installation.

Enfin, les contraintes du bâtiment imposent aussi une certaine disposition des panneaux. Ces contraintes techniques entrent en jeu dans la configuration de l’installation. C’est pour cela que le calepinage est primordial et que l’assemblage des panneaux en séries de strings est important.

Les strings sont donc des compromis techniques qui permettent de résoudre les problèmes de tension et de minimiser les éventuelles pertes de production des installations de panneaux photovoltaïques.

L’ombrage

Les panneaux fonctionnent à la lumière du soleil, donc hors des zone d’ombrage, sinon l’intensité diminue. Si un panneau ou une partie de celui-ci est à l’ombre, le rendement total du panneau diminue.

Pour éviter les pertes de courant, les panneaux photovoltaïques sont installés en séries, appelées “strings“.  Le principe du string de panneaux implique qu’ils soient tous reliés entre eux et qu’ils s’adaptent à la production du panneau le plus faible.

→ Par conséquent, une zone d’ombre influencera la production de tous les panneaux et fera baisser le rendement total de votre installation.

Quelle solution?

L’ombrage est le principal défi à relever lors de l’élaboration du schéma d’implantation. Ce dernier est appelé calepinage d’installation. Le calepinage permet l’optimisation du rendement des panneaux.

Afin d’éviter au mieux les zones d’ombrage sur les panneaux,  ceux-ci seront donc subdivisés en strings, de plus au moins grandes tailles. Cette méthode évitera de devoir relier chaque panneau à son propre onduleur et permettra d’envoyer toute la tension à un seul onduleur.

La tension sera dès lors optimalisée.

Ombrage sur les panneaux solaires

Questions fréquemment posées

Il n’existe pas de nombre de panneaux “maximum”, mais bien une capacité de production maximum. Cette production est exprimée en kilowattheures (kWh), tandis que la puissance est exprimée en watt-crête (Wc).

Une installation photovoltaïque est calculée sur base de votre consommation électrique et tentera de la combler totalement ou de s’en rapprocher le plus possible.

Ce calcul permettra de choisir le panneau possédant une puissance en Wc et de le multiplier par le nombre de panneaux nécessaires, en fonction de la place disponible et afin d’arriver à combler cette consommation.

En tant que particulier, il est conseillé de rester sous le seuil des 10kVA (kilovoltampère) soit 10 kW (kilowatt).

Si votre installation de panneaux photovoltaïques est supérieure à 10 kVA (10 kW), vous serez considéré comme un gros producteur d’électricité domestique.
Le Gestionnaire de Réseau Distribution (GRD) vous imposera alors le placement d’un compteur spécifique. Au niveau de l’injection sur le réseau, elle sera soumise à une inspection afin d’en vérifier les conditions techniques.

Il existe différents types de panneaux photovoltaïques et différentes marques proposant, chacune, plusieurs modèles de panneaux. Ces modèles varient au niveau:

  • de l’esthétique (panneaux noirs ou classiques),
  • de la puissance (en Wc),
  • de la dimension (l x L x h mm),
  • de la conception (en demi-coupe par ex.), etc.

Le choix se porte donc sur les possibilités d’une installation de combler vos besoins électriques de consommation et l’esthétique que vous souhaitez donner à votre installation.

Découvrez notre gamme de panneaux solaires pour vous aider à mieux choisir.

Le fonctionnement d’une installation photo-thermique diffère de celui d’un installation de panneaux solaires classiques. Contrairement au photovoltaïque, les panneaux thermiques ne sont pas prévus pour créer de l’électricité mais uniquement pour chauffer de l’eau (sanitaire) contenue dans un boiler.

Les cellules thermiques vont recueillir les photons qui vont faire augmenter la température des cellules et chauffer un liquide appelé « eau glycolée » (mélange d’eau et d’anti-gel). Ce liquide va circuler dans des canalisations via un courant alimenté par un circulateur (ou pompe de circulation). Ces canalisations vont se poursuivre en serpentin dans le boiler et permettra de chauffer l’eau à l’intérieur de celui-ci. Il n’y a pas de mélange entre les deux liquides, mais uniquement un transfert de chaleur au travers les conduites. Le liquide caloporteur va perde son énergie et repartira vers les cellules solaires pour gagner à nouveau en calorie et continuer le cycle de réchauffement de l’eau de votre chaudière.

Nous déconseillons, en Belgique, son utilisation. Cette technologie ne peut, en effet, couvrir seule l’entièreté de vos besoin annuels, contrairement au ballon thermodynamique. Ce dernier, appelé également pompe à chaleur pour eau chaude sanitaire dispose d’un mode de fonctionnement différent.

En savoir plus sur le boiler thermodynamique

Un panneau solaire photovoltaïque fonctionne grâce à ce que l’on appelle l’effet photovoltaïque.

Comment cela fonctionne?

Les panneaux photovoltaïques, composés de plusieurs dizaines de cellules, sont combinées à du silicium. Ce matériau semi-conducteur absorbe la lumière du soleil (les photons) et transfère son énergie aux charges électriques (électrons) contenues dans les cellules. Ces photons vont la collecter afin de leur permettre de circuler et de créer un courant électrique continu grâce à leur déplacement.

Ce courant continu va ensuite être dirigé vers l’onduleur, raccordé à votre installation, lui-même raccordé à votre tableau électrique. Il va pouvoir ainsi transformer cette électricité en courant alternatif, afin d’être utilisé sur votre réseau électrique domestique.

À l’heure actuelle, on peut donc produire sa propre électricité domestique grâce aux panneaux photovoltaïques.

Pour des raisons évidentes de sécurité, le raccordement d’une unité de production d’électricité décentralisée du réseau public de distribution doit respecter des prescriptions techniques spécifiques.

Votre installation de panneaux photovoltaïques sera par conséquent soumise à un contrôle pour certifier de sa concordance au Règlement Général sur les Installations Electriques (RGIE) et aux prescriptions techniques de SYNERGRID (l’association belge des GRD).

Généralement exprimé par la dénomination “Wc”, le watt-crête est une unité de mesure. Celle-ci représente la puissance électrique maximale potentielle délivrée par une installation de panneaux photovoltaïques pour un ensoleillement standard de 1000W/m² à 25°C.

Les panneaux, en fonction de leur type et de leur fabricant, possèdent une puissance comprise entre 270 et 435 Wc. Un panneau classique mesure environ 1,6m². On peut donc estimer une puissance allant de 169 à 272Wc par m².

→ Pour la consommation d’un ménage moyen en Belgique, une puissance de 4 kWc suffit amplement. Ce qui représente approximativement entre 9 et 14 panneaux.

Questions fréquemment posées | Energreen

Une question sur les panneaux solaires, leur fonctionnement, ou encore le photovoltaïque de manière générale?

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