Fonctionnement et composants d’une installation photovoltaïque

La lumière est captée par les cellules qui composent les panneaux photovoltaïques (1).

Reliées entre elles électriquement, les cellules produisent du courant continu, lequel est transformé en courant alternatif grâce à un onduleur (2).

Un compteur spécifique (3) comptabilise cette production. Deux possibilités s’offrent au producteur :

• L’électricité solaire est injectée en totalité sur le réseau de distribution (ERDF) pour être vendu à un tarif d’achat fixé par arrêté. La production et la consommation du bâtiment sont indépendantes.

• L’électricité solaire est injectée dans le réseau intérieur du bâtiment pour alimenter les appareils en fonctionnement. Le surplus de production est envoyé sur le réseau de distribution.

Quelque soit l’option choisie, si la consommation est supérieure à la production c’est le réseau (4) qui alimente le bâtiment. Ces installations permettent de rapprocher le lieu de production de l’électricité au lieu de consommation et d’éviter les pertes en ligne qui peuvent s’élever à 15% pour des distances de plusieurs centaines de kilomètres.

Les panneaux photovoltaïques

Les panneaux photovoltaïques sont composés de cellules photovoltaïques qui sont généralement prises entre une feuille de verre en face avant et un film polymère (feuille de tedlar par exemple) en face arrière. L’ensemble est enchâssé par un cadre aluminium.

Le silicium des cellules captent les photons (lumière) et produisent un courant continu. Présent dans le sable c’est le deuxième matériau le plus abondant sur Terre.

La puissance produite par un panneau est exprimée en Watt Crète.

Priorité aux panneaux cristallins

Les technologies les plus couramment installées sont les couches minces et les cristallins.

Plus coûteux il y a quelques années, les panneaux à couches minces ne se sont pas imposés face aux deux types de panneaux cristallins. Ces derniers ont un meilleur rendement et sont plus facilement recyclables.

• Le monocristallin : Les panneaux monocristallins ont un rendement élevé (14 à 19%). Plus sensibles à la lumière directe, ils produisent un maximum d’électricité en pleine journée. La couleur des cellules qui les composent sont uniformément noir.

• Le polycristallin : Les panneaux polycristallins ont un bon rendement (12 à 16%). Plus sensibles à la lumière diffuse, ils produisent plus longtemps le matin et le soir par rapport aux panneaux monocristallins. Ils produisent moins d’électricité en journée, ils s’échaufferont donc moins. La couleur des cellules est bleu sombre et non uniforme.

En France métropolitaine, il y a très peu de différence entre le monocristallin et le polycristallin. En fonction de votre ensoleillement, il convient de déterminer la technique la mieux adaptée.

Une installation garantie

Deux types de garanties existent sur les panneaux :

• Une garantie matérielle de 5 ans contre les vices de fabrication
• Une garantie de performance. La production des modules au bout de 20 ans ne sera pas inférieure à 80% de la production des panneaux en sortie d’usine (avec un palier intermédiaire de 90% au bout de 10 ans).

Il convient de faire attention ! Les garanties dépendent des fabricants et ne doivent pas être inférieures aux valeurs ci-dessus.

L’onduleur

L’onduleur est un boitier métallique rectangulaire placé après les panneaux photovoltaïques. Il permet de transformer le courant continu en courant alternatif.

L’emplacement de l’onduleur est essentiel. En effet, lors du trajet de l’électricité (en courant continu) du panneau vers l’onduleur, les pertes d’énergie sont plus importantes. Ainsi, la perte d’électricité produite est limitée si l'onduleur est placé au plus près des panneaux photovoltaïques.

En fonction de la puissance de l’installation, il y a un ou plusieurs onduleurs pour une seule installation. Les onduleurs sont généralement garantis 5 ans avec des extensions possibles à 10 ans, 15 ans, 20 ans et 25 ans.

Les autres composants

• Un système d'intégration des modules (généralement en aluminium, en acier ou en plastique) est nécessaire.
• Des câbles électriques spécifiques résistants aux U.V et à la température sont nécessaires pour relier les panneaux à l’onduleur.
• Des câbles ordinaires réaliseront la connexion entre l’onduleur et le réseau.
• Des coffrets de protection AC/DC protégeront l’installation contre la foudre, les surtensions, les surintensités et les différentiels de tension.