Quel est le matériel photovoltaïque qui compose une installation photovoltaïque, ce ne sont pas seulement des panneaux solaires, c’est de tout un kit dont il est question. Pour la réussite de votre installation il est important de comprendre comment se compose votre installation photovoltaïque. Panneaux solaires, onduleurs, coffrets de protection, système de montage intégré et en sur toiture. Voyons ensemble le matériel qui la compose.
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Matériel photovoltaïque : Les systèmes de montage photovoltaïque
En fonction de votre projet et de votre toiture, le système de montage de votre installation photovoltaïque ne sera pas le même. Ce matériel photovoltaïque impose de bien connaitre les contraintes techniques géographiques et d’installation. Faisons le point!
Le système de fixation pour toit plat
Pour les toits plats ou toits terrasses, on utilise un système de lest. Ce système est un réseau constitué de lests et de panneaux, mis côte à côte, ce qui rend les rangées solidaires entre elles. Cela garantit une résistance élevée au vent, avec des poids kg/m² limités. Le lest du système est équipé d’une dent qui sert de logement au panneau, l’empêchant de se détacher et améliorant sa tenue. Vous pouvez aussi faire poser des panneaux solaires sur le toit de vos abris ou garages. Vous toucherez les mêmes aides de l’État que pour la pose sur toiture.
Le système d’intégration IAB
Dans le cadre d’une installation photovoltaïque en intégration au bâti (IAB), les panneaux se substituent à la toiture et assurent l’étanchéité. Jusqu’au dernier trimestre 2018, ce type d’intégration était privilégié pour les installations avec rachat de la totalité de la production électrique par EDF, car il permettait de bénéficier du meilleur tarif d’achat de votre production électrique. Ce n’est aujourd’hui plus vrai. En effet, le tarif d’achat de votre électricité est maintenant identique, que vos panneaux soient intégrés au bâti ou en surimposition.
Le système de fixation en surimposition
Dans le cas de la surimposition, les panneaux solaires sont simplement installés au-dessus de votre toiture. Ils ne se substituent pas au toit. Le montage ne nécessite aucun compromis en matière d’étanchéité. Les panneaux sont solidement fixés grâce à des crochets. L’installation étant plus simple, elle est réalisée plus rapidement et pour un coût d’installation moins élevé que l’intégration au bâti (IAB). Les panneaux solaires en surimposition sont mieux aérés et leur rendement est donc plus important. Enfin, la surimposition limite les problèmes d’étanchéité.
Le système de fixation au sol
Dans le cas d’un toit mal exposé (orienté Nord) ou trop ombragé, vous pouvez envisager la pose de panneaux au sol, si toutefois vous possédez l’espace nécessaire. Néanmoins, ce type d’installation n’est pas soumis à la même réglementation qu’une installation sur toiture. En effet, l’électricité produite par les panneaux ne peut être vendue à EDF. Vous ne toucherez pas non plus la prime à l’autoconsommation dans le cadre d’une telle installation. Vous devrez donc consommer l’intégralité de votre production. On appelle cela l’autoconsommation totale. Le système de pose est le même que pour les toits plats, avec un système de lests.
Les pergolas et brise-soleil photovoltaïques
Ces ombrières sont conçues spécialement pour accueillir les panneaux photovoltaïques. En plus de supporter les panneaux, elles améliorent votre confort en évitant la chaleur et l’aveuglement et vous protègent de la pluie. Le poids des panneaux solaires photovoltaïques installés varie entre 15 et 20 kg suivant la puissance unitaire du module, soit de 10 à 15 kg par m² (hors dispositif de fixation). Cela diffère peu du poids des tuiles classiques, ce qui ne représente donc aucun risque pour la structure d’un toit.
Les tuiles solaires
Les tuiles photovoltaïques sont une alternative aux panneaux solaires photovoltaïques classiques. Elles reposent sur le même principe de captation et de conversion de l’énergie solaire en électricité. Elles se différencient cependant par leur intégration discrète au bâti. Avantage : elles peuvent même être installées dans les centres-villes qui imposent un cahier des charges architectural contraignant.
Matériel photovoltaïque : Les batteries photovoltaïques
Lorsque vous souhaitez réaliser une installation solaire autonome ou en autoconsommation avec un stockage de l’énergie, la batterie fait parti du matériel photovoltaïque indispensable. Chaque batterie photovoltaïque est différente, et il convient de choisir celle qui est la mieux adaptée à votre installation.
Les batteries solaires au plomb
Il existe 3 types de batteries au plomb : la batterie “ plomb ouvert “, la batterie AGM et la batterie gel. Chacun de ces modèles présente des caractéristiques différentes.
Plomb ouvert
Ce type de batterie fonctionne avec une solution d’acide sulfurique liquide. Il s’agit du même type de batterie que l’on peut trouver dans les voitures, mais les versions de stockage solaire sont beaucoup plus volumineuses. On l’entreposera préférablement dans des endroits frais ou climatisés, car la chaleur réduit considérablement sa durée de vie. Il faudra aussi un lieu aéré, car en se chargeant, la batterie plomb ouvert libère de l’hydrogène. On évitera enfin de l’installer en plein air, au risque de la voir geler à cause du froid ! Sa fiabilité et son prix accessible en font toujours une valeur sûre, mais elle demandera malgré tout une maintenance régulière.
Gel
La technologie de la batterie solaire gel a tendance à supplanter les autres modèles à base de plomb grâce à ses caractéristiques plus performantes. Sur le marché du solaire, on la considère comme le haut de gamme des batteries au plomb.
Les batteries gel, comme les batteries AGM, sont étanches et ne nécessitent pas d’entretien sous forme d’ajout d’eau distillée. Elles supportent également mieux les décharges profondes.
On notera cependant que la batterie gel supporte mal une vitesse élevée de charge et de décharge. Il lui faut donc une application en décharge lente pour optimiser son nombre de cyclages. De plus, elle présente un prix élevé : environ le double de la batterie plomb ouvert. Il faudra enfin la conserver dans un lieu frais ou climatisé.
AGM
Le principal avantage de l’AGM est qu’elle ne nécessite pas d’entretien. Elle présente en plus l’intérêt d’être étanche et de ne pas dégager d’hydrogène ni de chaleur durant les cycles de charge ou de décharge. Plus adaptée aux utilisations quotidiennes, elle peut faire l’objet d’une utilisation régulière, sans que ses performances ne soient altérées.
Comme toutes les batteries au plomb, la batterie solaire AGM est particulièrement sensible aux élévations de température. Elle est également plus chère que sa version au plomb ouvert et présente une faible durée de vie en cyclage en plus de présenter, en général, une profondeur de décharge de 80 %.
La batterie solaire lithium
Désormais bien connues, les batteries au lithium sont plus légères et plus compactes que les batteries au plomb. Elles peuvent également être déchargées plus profondément que les batteries au plomb. Elles sont particulièrement sollicitées pour leur durée de vie étendue : elles peuvent monter jusqu’à 6 000 cycles à un taux de décharge de 80%. Côté écologie, la batterie lithium est aussi supérieure comparée aux batteries au plomb, car son taux de recyclage est proche de 70 %.
Leur principal inconvénient, du moins pour le moment, est qu’elles sont nettement plus coûteuses que les batteries au plomb pour un stockage identique, ce qui en fait un investissement encore peu rentable aujourd’hui.
Matériel photovoltaïque : Les différents types de panneaux photovoltaïques
Un des élément clé de votre installation solaire est très certainement avec l’onduleur le module solaire ou aussi appelé panneau photovoltaïque . Il existe de multiples sortes de panneaux photovoltaïques. Lequel choisir pour votre projet ? Avec My Electricity faisons le point sur les différents produits et solutions disponibles.
Le panneau solaire photovoltaïque
C’est le plus répandu. C’est lui que l’on retrouve le plus souvent sur le toit des habitations. Le panneau solaire photovoltaïque est composé de cellules photovoltaïques qui lui permettent de générer un courant électrique lorsque les rayons du soleil viennent le percuter. On distingue deux grands types de panneaux photovoltaïques :
Le panneau solaire monocristallin
Le panneau solaire monocristallin est composé d’un seul cristal de silicium. Il a un aspect plus sombre que le panneau polycristallin. De manière générale, il est plus performant mais également plus coûteux.
Le panneau solaire polycristallin
Le panneau solaire polycristallin, lui, est constitué de plusieurs cristaux de silicium. Sa couleur bleue le rend beaucoup plus visible et donc moins esthétique. Les panneaux polycristallins sont moins performants que les monocristallins mais leur plus grande simplicité de fabrication les rend plus abordables.
La plupart des panneaux solaires sont monofaces, c’est-à-dire qu’ils ne transforment les rayons du soleil en électricité que grâce à leur face avant. Mais il se développe depuis quelques années le panneau solaire biface qui permet d’utiliser l’effet d’albédo. Cet effet désigne le phénomène par lequel toute surface réfléchit les rayons du soleil qu’elle reçoit. Grâce à des capteurs photovoltaïques situés à l’avant et à l’arrière du panneau solaire, un module bifacial peut donc produire plus d’électricité qu’un panneau monoface pour un ensoleillement identique.
Le panneau solaire thermique
Un panneau solaire peut ne pas être voué à produire de l’électricité mais de l’eau chaude ou de l’eau chaude sanitaire (ECS). On parle alors de panneau solaire thermique de chauffe-eau solaire. Concrètement, ce genre de panneau solaire est parcouru par un circuit d’eau de chauffage ou par un fluide caloporteur. Dans le premier cas, c’est simple : l’eau de chauffage circule dans des conduits directement exposés à la lumière du soleil, la réchauffant. Dans le second cas, c’est le fluide caloporteur qui est d’abord chauffé par les rayons du soleil avant d’être envoyé vers un ballon d’eau chaude. Il peut alors restituer sa chaleur au circuit d’eau de chauffage ou d’ECS. En été, ce type de panneau solaire peut subvenir à l’intégralité des besoins d’un logement en eau chaude. Mais lorsque le froid se fait sentir, les panneaux solaires thermiques peuvent s’avérer insuffisants voire même inutiles. Pour y remédier, il est donc plus qu’utile d’installer un chauffage d’appoint pour prendre le relais lorsque les températures sont trop basses.
Les panneaux solaires hybrides et aérovoltaïques
Combiner la production d’électricité et de chaleur avec un seul et même panneau solaire c’est possible ! Il existe pour cela deux solutions :
Le panneau solaire hybride
Le panneau solaire hybride allie production d’électricité photovoltaïque et production d’eau chaude. On parle également de panneau PV/T eau.
Le panneau solaire aérovoltaïque
Le panneau solaire aérovoltaïque produit de l’électricité et de l’air chaud pouvant être insufflé dans le logement. On parle de panneau PV/T air.
Concrètement, ce genre de panneau solaire est constitué de cellules photovoltaïques à l’avant et de capteurs thermiques à l’arrière. Les avantages de ce genre de dispositif sont multiples. Tout d’abord, un panneau solaire hybride ou aérovoltaïque permet d’accroître les économies d’énergie par rapport à un panneau solaire classique. Les besoins en électricité ainsi qu’en chauffage peuvent être en partie assurés. Deuxièmement, lorsqu’ils sont exposés au soleil, les panneaux photovoltaïques peuvent grimper à des températures très importantes (jusqu’à 80°C). Les capteurs thermiques permettent alors d’éviter la surchauffe et de maintenir l’efficacité des panneaux malgré les hautes températures.
Le panneau solaire amorphe
Plus simple à fabriquer et moins coûteux, le panneau solaire amorphe est souvent utilisé sur les calculatrices, les montres et autres gadgets solaires. Ils fonctionnent même à l’aide d’un éclairage faible ou diffus, et vous pouvez donc les utiliser à l’intérieur. Ils sont constitués de silicium amorphe en couche mince, ce qui leur confère une certaine souplesse. Mais bien sûr ces avantages ont un prix : le rendement de ces panneaux est environ 2 fois moins élevé que des panneaux traditionnels.
Matériel photovoltaïque : Les onduleurs solaires photovoltaïques
L’onduleur est le coeur du système solaire. C’est lui qui transforme le courant continu de vos panneaux en courant alternatif pour être revendu ou autoconsommé dans votre maison. L’onduleur est le matériel photovoltaïque méconnu mais au combien important. Encore une fois, différents types d’onduleurs sont disponibles pour votre installation.
Les onduleurs de branches ou onduleurs string
Les onduleurs de branches ou onduleurs string vont être utilisés lorsqu’on a besoin d’onduleurs qui assurent un champ de modules avec la même orientation. Par exemple, dans le cas où l’on a une maison orientée Est-Ouest, il peut être intéressant d’avoir deux champs de modules, un sur chaque pan, pour avoir une production à la fois tôt le matin et tard le soir. On mettra alors deux onduleurs de branches. Ils sont parfaitement adaptés aux installations de grande puissance.
Les micro-onduleurs
Les micro-onduleurs sont capables de gérer un ou deux panneaux solaires à la fois. Chez MyElectricity, nous vous proposons les micro-onduleurs Enphase et APsystems.
Les onduleurs avec optimiseurs
Les optimiseurs sont des dispositifs qui s’ajoutent à une installation photovoltaïque avec onduleurs de branches.
Ils gomment les limites des onduleurs de branches puisqu’ils permettent de gérer la production de chaque panneau de manière à ce qu’elle soit « optimisée ».
Les optimiseurs vont en quelque sorte « transformer » votre onduleur de chaîne en micro-onduleur.
MyElectricity met à votre disposition des onduleurs avec optimiseurs SolarEdge.
Les onduleurs de site isolé ou autonomes
Ces onduleurs sont des convertisseurs de courant continu-alternatif servant à produire une tension alternative à partir d’une source de tension continue. Ils ont la particularité de ne pas avoir besoin d’un signal électrique en entrée pour fonctionner, ce qui permet une alimentation permanente. Comme tous les onduleurs électriques, les onduleurs autonomes sont utilisés dans le cadre d’un redressement de tension d’alimentation. Ils permettent au circuit récepteur de recevoir un signal électrique régulier en amplitude et en fréquence. Si vous cherchez un onduleur pour des usages divers, ce type d’onduleur est parfaitement adapté, puisqu’il vous évitera d’avoir à faire des réglages.
Le suivi de production
Pour effectuer un suivi régulier de votre production solaire, vous avez le choix. Vous pouvez :
- Relever manuellement les informations sur votre compteur de production
- Installer un système de suivi de production, appelé système de monitoring, qui relèvera automatiquement les informations pour vous.
- Les batteries virtuelles donnent aussi de plus en plus d’importance à la gestion de l’énergie
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