PHOTOVOLTAÏQUE

Une énergie propre et inépuisable

Photovoltaïque, comprendre le fonctionnement

panneau solaire

Le photovoltaïque, découvert en 1839 par Edmond Becquerel

Alors que le solaire thermique capte la chaleur du soleil, le panneau solaire photovoltaïque capte la lumière du soleil en électricité par le biais de cellules photosensibles.

Maison et description fonctionnement

1) Les panneaux solaires photovoltaïques

Ce sont eux qui captent la lumière du soleil et la convertissent en un courant continu de faire ampérage.

2) L’onduleur

Afin de pouvoir être utilisé, le courant continu des panneaux solaires est converti en un courant alternatif à l’aide d’un onduleur. Le courant alternatif ainsi produit aura les mêmes caractéristiques que celui du réseau auquel la maison est raccordée.

3) Le compteur

Vous disposez, en sortie de votre installation, d’un second compteur électrique qui comptabilise l’énergie produite en kWh par les panneaux solaires photovoltaïques. L’installation est raccordée à votre tableau électrique qui est alimenté à la fois par les panneaux et par le réseau.

4) Le courant 

En journée, lorsque les panneaux produisent, le courant est soit consommé par les appareils électriques s’il y a de la consommation, soit réinjecté dans le réseau de distribution lorsque la consommation n’est pas suffisante.
En soirée, lorsque les panneaux ne produisent plus, vous reprenez l’électricité du réseau.

La réaction à la lumière

Les modules photovoltaïques, composés de cellules (polycristallines ou monocristallines) se chargent de convertir la lumière émise par le soleil en électricité. Plus précisément, c’est la cellule qui va se charger de produire cette électricité. Réagissant en tant que semi-conducteur, elle absorbe l’énergie lumineuse et la transforme directement en courant électrique continu.

Pour information, l’unité de mesure de la puissance d’une cellule, et donc d’un panneau solaire, est le Watt-crête (Wc). Un watt-crête représente la puissance électrique maximale produite dans des conditions standards qui sont d’une part un ensoleillement de 1000 watts/m2 (1 kilowatts/m2) et d’autre part, une température de la cellule photovoltaïque de 25 degrés. Il s’agit donc d’une unité théorique qui va servir de base au calcul de la puissance électrique estimée d’une cellule ou d’un panneau.

Cette estimation tenant compte notamment de l’orientation de la cellule par rapport au soleil ou encore de l’inclinaison de la cellule par rapport au rayonnement solaire.

Le rôle de l’onduleur

Les modules photovoltaïques produisent du courant continu. Or, dans la pratique, nous utilisons principalement du courant alternatif car il faut pouvoir diminuer et/ou augmenter la tension de l’électricité à certain moment, et cela n’est possible qu’avec du courant alternatif.

Dés lors, toute installation photovoltaïque doit être équipée d’un ou plusieurs onduleurs se chargeant de transformer le courant continu en courant alternatif, et de cette manière alimenter votre habitation. Le  courant produit, est soit consommé par les appareils électriques en fonctionnement soit réinjecté dans le réseau de distribution publique lorsque la production dépasse la consommation.

Maison et PEB

Une fois équipé, votre compteur tourne à l’envers

Compteur électrique

Le principe de compensation

C’est le principe du compteur qui tourne à l’envers. Lorsque l’électricité n’est pas directement utilisée, elle est réinjectée dans le réseau. Votre compteur tourne à l’envers et décompte les kWh.

A l’inverse, lorsque les panneaux ne produisent pas, l’électricité nécessaire est reprise du réseau et le compteur tourne en sens habituel.
Calculé sur une année, entre injection et reprise sur le réseau, votre compteur restera inchangé (si l’installation est dimensionnée pour couvrir votre consommation et selon les conditions d’ensoleillement)

ASTUCE ET CONSEIL : Compteur mono-horaire et bi-horaire

Dans le cas où la production des panneaux est sensiblement équivalente à votre consommation, il est préférable de modifier votre compteur bi-horaire pour un compteur mono-horaire.  Ainsi vous ne devrez pas regarder si vous produisez durant les heures pleines ou les heures creuses et consommer en conséquence.

Avec un seul compteur, c’est plus simple ! 

Exemples de production et de consommation

Un ménage consomme 5.000 kWh

3.000 kWh en heures pleines et 2.000 en heures creuses

Une installation de 16 panneaux ou 5.000 Wc de puissance permettra de générer minimum 4.700 kWh à 5.000 kWh par an selon les années, la météo, l’orientation, …

En passant à un compteur mono-horaire, le ménage disposera de 4.700 kWh produits en journée, dont une majorité sera stockée d’abord sur le réseau avant d’être consommée en soirée. 

Maison et panneaux solaires
kWh / kWc / kVa, les unités de mesure à connaître.

Avant tout, il est essentiel de connaitre les unités de de mesure utilisées dans l’électricité. Dans le domaine du photovoltaïque, nous parlons essentiellement en 3 unités de mesure : kWh, (k)Wc, kVa.

kWh : le Kilowatt-heure est une unité d’énergie correspondant à celle consommée par un appareil de 1.000 watts de puissance pendant une durée d’une heure.

(k)Wc : le (kilo)watt crête est la puissance électrique maximale pouvant être produite par les cellules dans des conditions standards.

(k)Va : le (kilo)voltampère est l’unité de puissance que peut délivrer un compteur d’installation domestique.

Comment bien dimensionner votre installation photovoltaïque ?

En photovoltaïque, on parle pour la puissance de Watt Crête  (Wc).

L’énergie électrique produite se compte en kilo Watt heure  (kWh).

On considère qu’une installation  orientée  plein sud, sans ombrage, sur une toiture inclinée à 35° peut générer : 

945 kWh pour 1000 Watt Crête de puissance installée.

Cette valeur doit être corrigée selon l’orientation de la toiture et son inclinaison.  On estime ainsi qu’une installation orientée à l’est ou à l’ouest perdra de l’efficacité à concurrence de 15%, ce qui reste intéressant.

Les valeurs de correction généralement admises sont :

En Belgique, la luminosité est bien meilleure que l’image d’un « pays gris, toujours sous la pluie » peut laisser penser.

Au contraire, les rayons lumineux du soleil émettent chaque année une énergie permettant de générer plus de 950 kWh / 1000 Wc de panneaux installés. Largement de quoi nous permettre de couvrir nos besoins en énergie.

Tableau orientation

Ex: un ménage consomme 5.000 kWh

et dispose d’un sud-ouest à 35°

Avec 5.600 Wc il couvrira sa consommation :

5.600 x 0,945 x 0,95 = 5.027 kWh/an

Pourquoi passer à l’énergie photovoltaïque ?

Parce que le photovoltaïque est une énergie propre

Un panneau solaire est en soi écologique. Le matériau qui compose les cellules photovoltaïques, le silicium, est actuellement abondant (après l’oxygène, le plus présent dans la croute terrestre : ¼ de sa masse !) et non toxique. Son mode de production d’électricité est non polluant et il évite même les nuisances sonores puisque son fonctionnement est silencieux.

Le caractère écologique des installations photovoltaïques a été mis en doute par certains qui affirmaient que l’énergie « consommée » pour leur fabrication, installation et recyclage était supérieure à l’énergie qu’elles pouvaient produire, avec pour conséquence un impact négatif sur l’environnement. Des études scientifiques ont montré que, sur une durée de fonctionnement moyenne de 30 ans, ces installations « remboursaient » au contraire de 5 à 20 fois l’énergie investie dans leur production, suivant les conditions et le type d’installation.

Parce que le photovoltaïque est l’énergie la moins chère

Actuellement, le coût du kWh solaire, et suivant le type d’installation et d’ensoleillement, peut varier de 7 à 20 centimes. Dans les zones fortement ensoleillées, ce prix peut déjà baisser jusqu’à 2-3 centimes. En Belgique, l’électricité est parmi la plus chère d’Europe!

D’ici une vingtaine d’années, les prévisions tablent sur 2 centimes en moyenne à l’échelle planétaire, ce qui en fera l’énergie la moins chère, loin devant les énergies fossiles dans la grande majorité des pays, et mieux placée que l’hydraulique ou l’éolien. Et, dans dix ans, le coût d’un panneau solaire standard aura encore diminué de 40%, avec un rendement énergétique 20% plus élevé.

Parce que le photovoltaïque est une énergie durable

Bien sûr, le point fort essentiel du photovoltaïque est que l’énergie solaire est inépuisable! Il faut savoir également que la durée de vie des panneaux solaires photovoltaïques est supérieure à 25 ans et qu’en fin de vie, le photovoltaïque continue à correspondre à des critères respectueux de l’environnement puisque la plupart des composants sont traités dans des filières de recyclage, l’industrie de ce secteur s’étant d’ailleurs engagée à recycler 90% des déchets.

Calculez la  rentabilité de vos panneaux solaires 

Questions fréquentes

Fonctionnement

Que vous possédiez un compteur Monophasé ou Triphasé, vous pourrez installer des panneaux photovoltaïques. Celà dit, un compteur Monophasé limitera l’installation à 5kW alors qu’un triphasé permettra d’aller jusqu’à 10kW.

Le type de compteur influera également sur l’onduleur à placer sur votre installation photovoltaïque. Il vous est bien sûr également possible de faire changer de type de compteur en fonction de vos besoins en électricité ou de la production visée par votre future installation solaire.

Il est évident que moins votre toiture est ombragée, au plus vous produirez d’électricité. Jusqu’à il y a peu, les panneaux solaires étaient reliés en série (Strings) et si un panneau était ombragé, tous les autres panneaux reliés à celui-ci étaient impactés et produisaient moins de courant.

Actuellement, nous utilisons des optimiseurs qui font que seuls les panneaux ombragés produiront moins de courant. Donc si à une certaine période de la journée, l’un ou l’autre panneau est à l’ombre, tout le reste de l’installation fonctionnera malgré tout à plein rendement et l’impact sera alors minime.

Bien sûr! Malgré ce que l’on pourrait penser, la Belgique dispose d’un très bon taux d’ensoleillement avec de bonnes températures, ce qui permet un très bon fonctionnement des installations photovoltaïques.

Votre installation produira celà-dit bien sûr moins en hiver du fait que les journées sont plus courtes qu’en été.

Les panneaux solaires Jinko Solar que nous installons sont garantis 25 ans et les onduleurs SMA sont quant à eux garantis 5 ans (Extensible à 10, 15 ou 20 ans.)

Les panneaux solaires ont une durée de vie de 25 à 30 ans avec un rendement de +/- 90% après 12 ans et +/- 80% au delà des 25 ans.

Il est bien sûr possible de vérifier à tout moment leur bon fonctionnement par le biais de l’onduleur ou du système de Monitoring mis en place.

Oui c’est tout à fait possible. Les panneaux, produisant encore plus de 80% de leur rendement, pourront être récupérés tels quels et équiper des projets photovoltaïques solaires à moindre coût dans des régions reculées ou en voie de développement.

Sinon, les cellules solaires peuvent également être récupérées et reconditionnées pour la fabrication de nouveaux panneaux. Des sociétés spécialisées dans le recyclage se chargeront de leur future destination.

Bien sûr, toute production en usine pollue. Mais des études scientifiques ont démontré que les installations photovoltaïques, sur leur durée de vie, compensent entre 10 et 20 fois l’énergie dépensée dans leur production!

Et tout celà va encore en augmentant étant donné que les cellules solaires et les installations photovoltaïques sont de plus en plus performantes.

Il faut savoir également que les fabricants de panneaux solaires se sont engagés à recycler un minimum de 90% des déchets générés par la production de leurs produits!

Lé délégué commercial de Green Energy 4 Seasons que vous rencontrerez est un spécialiste en la matière. Celui-ci pourra répondre à la majorité des questions et analyser avec vous les possibilités de votre habitation ainsi que vos besoins en production d’électricité.

Après sa première analyse et commande de l’installation, viendra alors chez vous un « valideur » qui lui prendra toutes les mesures et vérifiera avec précision vos installations et pourra alors valider l’installation prévue ou proposer une modification en fonction de ses constatations.

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