Panneaux solaires

Panneaux solaires

L’installation de panneaux photovoltaïques est en pleine expansion. L’urgence climatique et le prix attractifs des panneaux rend cette technologie à la portée de tous. De plus, l’installation de panneaux solaires se rentabilise en 10 à 12 ans en fonction de la situation. Mais qu’est-ce qu’un panneau solaire photovoltaïque?

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Types de panneaux

Deux types principaux de panneaux solaires se répartissent sur le marché:

  • Les panneaux solaires thermiques
  • Les panneaux solaires photovoltaïques

 

Solaires thermiques Solaires photovoltaïques
Schéma  

Photo: https://www.insunwetrust.solar/

photo: https://estoppey-chauffage.ch/

Principe Les panneaux solaire thermique utilisent la chaleur du soleil pour chauffer un liquide caloporteur qui circule à l’intérieur des panneaux capteurs. Ce liquide en circuit fermé réchauffe l’eau sanitaire dans un réservoir, le boiler. Les panneaux solaires photovoltaïques ont des cellules à base de silicium qui convertissent la lumière (photons) en courant électrique (flux d’électrons) via un matériau semi-conducteur

 

Panneaux solaires photovoltaïques

Les cellules d’un panneau solaires photovoltaïques se compose de deux lames de silicium dopée pour les rendre soit attirant, soit repoussant aux électrons.

Lorsque les photons du soleil tapent sur les deux lames, il y a un déplacement d’électron d’un côté à l’autre. Il y a donc création d’un courant électrique continu.

Le silicium est créé à base de sable de quartz, très abondant sur terre.

Photo: https://bcltenergie.com/

Types de cellule

Trois types de cellules photovoltaïques principales se répartissent sur le marché: Les cellules monocristallines, les cellules polycristallines et les Thin Film.

Les cellules monocristallines sont les cellules les plus utilisées actuellement. Malgré qu’elles soient plus compliquées à produire, avec le développement de production de masse, leur coût de production est passé en dessous des cellules polycristallines. C’est pourquoi, elles ont inondé le marché et sont actuellement les seules vendues en Suisse, surtout grâce à leur esthétique et leur rendement.

Les cellules polycristallines représentent le système de le plus simple à produire. Elles se démarquent cependant avec leur couleur bleu non régulière et du fait de leur plus bas rendement. Ce système convient mieux dans les pays chauds car les panneaux chauffent moins et leur rendement reste au-dessus des autres panneaux.

Les Thinfilms, ou film fin, sont très courants dans l’électronique, comme sur les calculatrices. Moins efficace en pleine lumière, ils sont néanmoins quand même efficace avec peu de luminosité.

 

Principe de base

Les cellules photovoltaïques produisent un courant électrique continu. Afin de pouvoir utiliser ce courant ou l’injecter sur le réseau électrique, il est indispensable de le convertir en courant alternatif. C’est pourquoi, chaque installation solaires photovoltaïques, en plus des panneaux solaires, comprends quelque accessoires indispensables, remplissant des fonctions distinctes.

Eléments indispensables

  • Les panneaux solaires photovoltaïques: Elément capteur produisant au courant continu.
  • Onduleur: Elément remplissant la fonction d’optimisation de courant et de conversion du courant continu en courant alternatif.
  • Boîtier: Elément additionnel contenant les parasurtenseurs, les interrupteurs de sécurité et d’autres composants électrique selon la situation.

Eléments optionnels

  • Batterie: Elément permettant de stocker l’énergie sous forme d’énergie chimique.
  • Back-up: Elément permettant de maintenir en fonction l’onduleur, la batterie et d’autres appareils ménagers en cas de panne de courant
  • Antenne Wifi: Elément permettant de brancher l’onduleur à Internet
  • Borne de recharge: Elément permettant de brancher une voiture électrique

Schéma de branchement

Une installation photovoltaïque peut être branchée de plusieurs façons en fonction de la situation, du nombre de pans de toitures, etc.

Trois schémas de base peuvent expliquer les différents branchements:

 

Onduleur central Optimiseurs et onduleur Micro-onduleurs
Description Les panneaux solaires sont branchés en série (strings). Chaque strings est relié à l’onduleur. L’onduleur remplit les fonctions d’optimisation et de conversion. Les panneaux solaires sont branchés à des optimiseurs. Les optimiseurs sont branchés en séries. L’onduleur ne remplit plus que le rôle de conversion Les panneaux solaires sont branchés à des micros-onduleurs. Les micros-onduleurs sont branchés en série. Il n’y a plus d’onduleur central. Le courant est tout de suite converti sur le toit.
Schémas
Avantages
  • Moindre coût
  • Peu d’électronique sur le toit
  • Simplicité de mise en œuvre
  • Meilleure productivité
  • Meilleur suivi de production
  • Chaque panneau indépendant
  • Câblage plus simple car courant alternatif
  • Meilleure productivité
  • Chaque panneau indépendant
Désavantages
  • le problème d’un panneau se répercute sur tout le string
  • Plus de difficulté à résoudre une panne
  • Coût plus grand
  • Eléments électroniques sur le toit
  • Coût plus grand
  • Elément électroniques sensibles sur le toit
Convient pour:
  • Toiture sans ombre
  • Toiture à plusieurs pans
  • Toiture avec ombre
  • Installation avec meilleur suivi
  • Toiture à plusieurs pans
  • Toiture avec ombre
  • Installation avec meilleur suivi

 

 

Système de panneaux

 

En applique Intégrés: Panneaux Intégrés: Tuiles
Description Les panneaux solaires sont posés au-dessus d’une couverture existante. Ils ne font office que de production solaire Les panneaux solaires sont branchés à des optimiseurs. Les optimiseurs sont branchés en séries. L’onduleur ne remplit plus que le rôle de conversion Les panneaux solaires sont branchés à des micros-onduleurs. Les micros-onduleurs sont branchés en série. Il n’y a plus d’onduleur central. Le courant est tout de suite converti sur le toit.
Images
Avantages
  • Moindre coût
  • Couverture assurée en dessous des panneaux
  • Simplicité de mise en œuvre
  • Flexibilité en cas de modification
  • Meilleure productivité par rapport à des tuiles
  • Esthétique
  • Esthétique
  • Meilleure intégration
  • Raccords simples (sans ferblanterie)
Désavantages
  • Esthétique
  • Coûts plus grands
  • Raccords à la couverture plus sensible (ferblanterie)
  • Coûts plus grands
Convient pour:
  • Toiture existante
  • Surface simple
  • Toiture neuve ou rénovée
  • Surface simple
  • Toiture neuve ou rénovée
  • Toiture à plusieurs pans
  • Toiture compliquée avec beaucoup d’éléments
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