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.
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.
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.
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.
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 photovoltaïques
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 solaire
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.
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 photovoltaïques fonctionnent à la lumière du soleil, donc hors des zones 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. L’ombrage peut provenir de différentes sources comme: une cheminée, une cellule de climatisation, un muret, un ou des arbres, un poteau électrique, ou encore les bâtiments voisins, etc.
Pour éviter les pertes de courant, les panneaux 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.
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.
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.
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.
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.
Une installation photovoltaïque est constituée de divers éléments:
- Les panneaux photovoltaïques (ou modules solaires) qui transforment la lumière du soleil en électricité.
- L’onduleur qui convertit le courant électrique continu (DC) produit par l’installation en courant électrique alternatif (AC) à destination domestique.
- Les structures de montage (rails, crochets,…) qui permettent de maintenir les panneaux photovoltaïques solidement en place sans compromettre l’étanchéité de votre toiture et de résister aux conditions climatiques.
- Les sectionneurs de courant qui sont des mécanismes de sécurité contre les risques d’électrocution.
- Le système de surveillance, ou monitoring, qui permet de visualiser la production électrique en kWh de votre installation. Utile également pour comparer votre production d’une année à l’autre.
Ce type de compteur électrique peut tourner dans les deux sens et décompter l’énergie injectée par une installation de panneaux photovoltaïques de celle consommée.
Le calcul de compensation se fait automatiquement lors de la facture annuelle de régularisation.
L’installation d’un compteur électrique bidirectionnel, appelé également compteur double-flux, et son placement sont à charge de l’autoproducteur, c’est-à-dire du propriétaire de l’installation de panneaux photovoltaïques.
Dans ce cas, c’est le GRD qui communique la consommation et l’injection d’électricité par l’unité de production au fournisseur d’électricité et non plus le propriétaire du compteur en lui-même.
L’effet photovoltaïque, de transformation de la lumière du soleil en électricité, a été découvert en 1839 par Antoine Becquerel, un physicien français.
Un matériau (semi-conducteur) absorbe la lumière du soleil et transfère les photons qui en sont issus aux charges électriques (électrons) qui sont collectées afin de leur permettre de circuler et de créer un courant électrique.
À l’heure actuelle, on peut produire sa propre électricité domestique grâce aux panneaux photovoltaïques. Cette énergie dite « verte » n’émet pas de gaz à effet de serre responsable du réchauffement climatique. Elle est également inépuisable, sa seule source étant le soleil.
Les modules photovoltaïques (ou panneaux solaires photovoltaïques) sont des générateurs électriques composés de cellules photovoltaïques, utilisés dans les installations photovoltaïques. Ils captent les rayons du soleil pour produire un courant continu qui sera envoyé vers un onduleur qui transforme ce courant en alternatif.
- Composition: la cellule photovoltaïque
- Types: les panneaux photovoltaïques monocristallins et polycristallins
- Types de poses de panneaux: surimposition, intégration, tracker (suiveur) solaire, installation au sol, installation sur toit plat.
Les panneaux photovoltaïques sont composés de cellules photovoltaïques transformant l’énergie du soleil en électricité. Elles sont elles-mêmes composées d’un matériau semi-conducteur appelé silicium.
Lors de leur exposition aux rayons du soleil, les électrons s’agitent pour passer d’un atome à l’autre. Pour qu’un courant électrique soit créé, il faut que ces électrons circulent dans un seul et unique sens.
On crée une tension électrique entre une borne négative possédant un surplus d’électrons et une borne positive possédant un déficit d’électrons. Il se produit une circulation de la borne négative vers la borne positive. C’est le même phénomène que celui qui se produit dans une pile.
→ Attention ce n’est pas la chaleur mais la lumière qui active les électrons. Les cellules ne sont donc jamais actives la nuit.
Le silicium est un élément chimique naturel. C’est l’élément le plus abondant après l’oxygène.
On le retrouve dans le sable ou le verre.
Il n’est pas difficile mais cependant toujours coûteux d’obtenir des cristaux de silicium très purs, nécessaires à la fabrication des cellules photovoltaïques.
Il existe plusieurs types de compteurs d’électricité.
- Vous pouvez disposer d’un compteur mécanique (électromagnétique) dit “à disque” (plus ancien). Le compteur à disque est le seul à pouvoir être “à cliquet”, pour éviter la fraude en le faisant tourner à l’envers.
- Vous pouvez également avoir un compteur mécanique classique dit “bi-directionnel”. C’est le fameux compteur qui tourne à l’envers lorsque vous produisez de l’électricité. Celui-ci peut être mono ou bi-horaire.
- Le compteur digital (électronique) quant à lui enregistre séparément l’électricité produite et consommée. Il faut ensuite effectuer la différence entre les deux pour connaitre votre facture éventuelle.
Les panneaux photovoltaïques ne produisent de l’électricité qu’en captant les rayons du soleil.
La nuit, votre installation ne produit donc pas d’électricité.
Vous consommez celle du réseau électrique local que vos panneaux ont contribué à produire la journée.
Les “diodes by pass” sont des composants électroniques permettant d’éviter les problèmes liés à l’ombrage.
Ils s’associent à des réseaux de cellules photovoltaïques au sein d’un même panneau et permettent au courant de circuler en isolant la cellule ombragée afin d’éviter les baisses de production.
La chaleur étant l’un des ennemis de votre installation de panneaux photovoltaïques, son fonctionnement n’en est qu’optimisé par temps froid.
En effet, à mesure que la température ambiante diminue, la conductivité électrique augmente.
Ainsi, une bonne luminosité et des températures fraîches sont les conditions optimales pour le bon rendement de votre installation.
Oui. À l’inverse de la réponse précédente, et contrairement à ce que l’on pourrait croire, les panneaux photovoltaïques fonctionnent moins bien par temps chaud que par temps frais/froid.
Au-dessus de 25°C, si la ventilation sous les panneaux n’est pas correctement assurée, il y aura une (légère) perte de production.
Cependant, le climat belge étant favorable aux installations de panneaux photovoltaïques, cette perte ne dépassera jamais les 2%.
En principe, la pluie à elle seule suffit à éliminer les résidus de saletés éventuels.
Cependant, lorsqu’il ne pleut pas pendant une longue période ou que la pente du toit est trop faible (moins de 15°), il est possible que la poussière entraîne une perte de productivité.
N’hésitez pas à nous demander conseil. Energreen vous propose, entre autres services, un nettoyage de vos panneaux photovoltaïques.
Une question sur le fonctionnement des panneaux solaires, leur rentabilité, ou encore le photovoltaïque de manière générale?
Nous y répondons!
Envie de rester informé? Voici nos actualités
Quelle borne de recharge choisir pour son véhicule électrique?
Vous avez fait l’acquisition d’un véhicule électrique, mais vous ne savez pas quelle borne de recharge choisir? Avec l'évolution du marché des voitures électriques, il existe aujourd'hui une variété de modèles de prises et de bornes de recharge. La sélection de la solution idéale dépendra en grande partie du modèle de votre véhicule, de votre utilisation quotidienne et besoins spécifiques. Voici, dans cet article, les principaux critères à prendre en compte lors de l'achat d'une borne de recharge.
La production des panneaux photovoltaïques selon les saisons
Savez-vous que votre installation photovoltaïque est capable de produire de l’électricité toute l’année et en toute saison? En effet, les panneaux n’ont pas besoin de chaleur pour fonctionner, mais de lumière. Évidemment, cela varie selon les saisons. Et bien sûr cela influe sur la performance et la production des panneaux solaires. On vous explique tout.
Comment recycler un panneau solaire?
L’énergie solaire photovoltaïque est de plus en plus utilisée de nos jours. Elle représente un atout majeur, tant économique qu’écologique. Mais que faisons-nous des panneaux quand ils arrivent en fin de vie? Depuis plus de 10 ans maintenant, des dispositions obligatoires légales et nationales relatives à l’organisation de la reprise des panneaux photovoltaïques arrivés en fin de vie sont en vigueur. Celles-ci imposent, entre autres, des procédures en matière de gestion des déchets électriques. Coup d’œil sur le recyclage des panneaux photovoltaïques.