Le terme « énergie » recouvre des réalités nombreuses et diverses. Si l’on met à part ses utilisations imagées comme « un homme plein d’énergie », l’énergie désigne une capacité à agir quels qu’en soient les modes : mettre en mouvement, chauffer, comprimer, éclairer, sonoriser, transmettre une information, etc.
Dans le langage courant, le terme « énergie » est employé en substitution d’« énergie utilisable par l’homme », aussi appelée « énergie libre ». Ainsi quand il est fait référence à la consommation d’énergie, il faut comprendre consommation d’énergie utilisable par l’homme ou encore consommation d’énergie libre. Cette précision est d’autant plus importante que le monde scientifique a démontré que dans un système isolé (comme peut l’être notre univers) l’énergie totale est toujours conservée (premier principe de la thermodynamique), ce qui exclut toute consommation ou déperdition d’énergie. A contrario, l’énergie utilisable par l’homme, qui constitue une sous-partie de l’énergie totale, peut effectivement être consommée.
L’histoire de l’homme a été substantiellement marquée par l’évolution des sources d’énergie libre qu’il a su ou pu utiliser. Jusqu’à il y a environ 500 000 ans, la seule énergie libre à la disposition de l’homme était sa propre énergie. En maîtrisant le feu pour chauffer, cuire, éclairer ou travailler les métaux, il a franchi la première marche de son apprentissage énergétique. Sont venues ensuite l’utilisation de l’énergie animale domestiquée, éolienne, hydraulique, thermique à cycles, chimique, électrique, nucléaire, solaire, etc. Chacune de ces étapes a été l’occasion d’une évolution le plus souvent majeure des structures des sociétés humaines.
Aujourd’hui l’énergie utilisable par l’homme se présente en de multiples formes. Nonobstant cette diversité, les scientifiques ont réussi à établir des équivalences de telle sorte à pouvoir utiliser les mêmes unités de mesure pour chacune d’elles. Dans la liste qui suivra, il sera fait référence à des formes qui peuvent sous certaines conditions être transposées en d’autres. Par exemple, l’énergie nucléaire peut être transformée en énergie électrique. Dans ces transformations, il y a globalement une dégradation de l’énergie passant d’un stade plus ou moins noble et structuré (énergie chimique, énergie de radiation, etc.) vers un stade final de chaleur, c’est-à-dire de mise en mouvement désordonné de molécules. Ces transformations partiellement irréversibles obéissent entre autres au deuxième principe de la thermodynamique.
L’énergie de gravitation
Elle naît de l’attraction directe et réciproque entre deux corps massifs. Elle est négligeable pour de petits objets entre eux mais devient majeure à une plus grande échelle. C’est elle qui met en mouvement vers le sol un objet rendu libre ou qui génère le mouvement des planètes autour du soleil. Elle est utilisée par exemple dans des barrages hydrauliques où, en faisant s’écouler de l’eau dans des canalisations, elle permet de mettre en mouvement des turbines.
L’énergie cinétique dont l’énergie éolienne
Elle naît du mouvement d’un corps massif. C’est elle qui caractérise l’énergie d’une voiture lancée sur la route ou celle du vent. Elle est omniprésente dans ses effets microscopiques car ce sont les énergies cinétiques des molécules et atomes d’un corps qui déterminent son niveau de température. La température est ainsi une mesure indirecte du degré d’agitation des particules. L’énergie cinétique permet de mettre en mouvement les pales des éoliennes qui elles-mêmes actionnent des générateurs d’électricité.
L’énergie thermique ou calorique
Elle naît de la température d’un corps qui selon les cas peut diffuser de la chaleur pour des cuissons, pour accélérer des réactions chimiques mais aussi pour générer des mouvements. Cette génération de mouvement n’est possible que si la température d’un corps peut être confrontée à la température d’un corps plus froid. Cette loi physique a été précisée dans le deuxième principe de la thermodynamique. L’énergie thermique a eu un rôle essentiel dans la révolution industrielle permettant notamment la production d’acier et la mise en mouvement les locomotives à vapeur. Elle actionne aujourd’hui les turbines et alternateurs générant de l’électricité.
La géothermie, chaleur provenant du globe terrestre, est un cas particulier de l‘énergie thermique.
L’énergie radiative dont l’énergie solaire
Elle naît des rayonnements reçus. Ceux-ci sont, suivant leur longueur d’onde, de natures différentes (ondes radio, lumière visible, rayons Ultra-Violets, rayons X, etc.) mais ont en commun de pouvoir se déplacer même dans le vide et ceci à la vitesse de la lumière. C’est l’énergie radiative qui permet à une ampoule électrique d’éclairer, à un four à micro-ondes de cuire les aliments, à un radar de mesurer une vitesse. Le Soleil est une source importante de radiation reçue sur Terre. Il nous envoie un niveau important d’énergie par petits paquets dits photons, présentant des longueurs d’ondes différentes. C’est cette énergie qui est récupérée directement en électricité dans les centrales photovoltaïques, ou encore en chaleur ultérieurement transformée en électricité dans les centrales thermodynamiques.
L’énergie chimique dont les énergies fossiles
Elle naît des forces de liaison regroupant des atomes dans une molécule. Dans des réactions chimiques où se reconstituent de nouvelles molécules fréquemment plus stables chimiquement que les molécules initiales, se dégage une quantité de chaleur. C’est elle qui est utilisée dans un accumulateur ou une pile électrique en libérant de l’énergie récupérée en mouvement d’électrons, c’est-à-dire en électricité. C’est elle qui est libérée dans la combustion d’une bûche par exemple dans un foyer. Les énergies fossiles (pétrole, gaz, charbon) sont une forme particulière d’énergie chimique. L’énergie issue de la biomasse est également d’origine chimique.
L’énergie électrique
Elle naît du déplacement des électrons dans un conducteur. Sa production est issue de la consommation d’autres formes d’énergie. C’est elle qui actionne les moteurs électriques, fait fonctionner les circuits électroniques intégrés et les différents types d’éclairage. Elle se caractérise par une grande facilité de distribution mais présente une difficulté de stockage. Son domaine d’application ne cesse de croître.
L’énergie nucléaire
Elle naît de l’utilisation des forces de liaison des protons et des neutrons au sein du noyau des atomes. En transformant par fission des atomes lourds tels que l’uranium 235 ou par fusion des atomes légers tels que les isotopes d’hydrogène, une réaction nucléaire libère de la chaleur, des neutrons, des rayons alpha, beta, gamma… La chaleur de fission est utilisée dans les centrales nucléaires pour actionner les générateurs d’électricité au travers de fluides caloporteurs. La chaleur de fusion sera utilisée de manière expérimentale à grande échelle dans le tokamak d’Iter en vue d’une éventuelle exploitation industrielle à fin du XXIe siècle/début du XXIIe.
GAZ
Electricité
L’électricité est un phénomène électromagnétique créé par l’interaction de particules présentes dans la matière qui sont chargées positivement ou négativement et dont les effets peuvent être utilisés pour générer de l’énergie.
La matière est composée d’atomes constitués d’un noyau central formé de protons et de neutrons. Les protons ont une charge positive et les neutrons, comme leur nom l’indique, sont neutres et n’ont pas de charge. Autour du noyau de l’atome gravitent plusieurs électrons qui ont une charge négative.
Corps liquide à la température et à la pression ordinaires, incolore, inodore, insipide, dont les molécules sont composées d’un atome d’oxygène et de deux atomes d’hydrogène.
Les plantes sont presque essentiellement composées d’eau; Elle lui est indispensable pour : transporter les éléments minéraux puisés dans le sol. transporter la matière vivante élaborée dans ses différentes parties. transpirer et respirer.
Panneau photovoltaïques (lien)
Les panneaux solaires photovoltaïques utilisent l’énergie solaire pour produire de l’électricité. Si la vente de la production constituait autrefois un bon placement financier, le marché s’oriente progressivement vers l’autoconsommation. Mais la rentabilité n’est jamais acquise pour autant et un projet d’installation cohérent requiert une bonne préparation.
Comment fonctionne un panneau solaire
Les panneaux solaires récupèrent l’énergie offerte par le soleil et la transforment en électricité. Cellule photovoltaïque, atome, matériaux semi-conducteurs, électron, dopage et jonction PN : les explications pour comprendre le fonctionnement d’un panneau solaire et la transformation du courant continu en alternatif.
Composition d’un panneau solaire
Un panneau solaire produit de l’électricité grâce à de nombreuses cellules photovoltaïques montées en série et/ou en parallèle. Chacune produit environ 0,5 Volts (V).
Sur le dessus, une vitre en verre laisse passer la lumière et l’énergie qu’elle transporte. Au-dessous, un panneau rigide protège l’ensemble. Le tout est tenu par un châssis rigide qui protège le panneau des chocs. Si vous regardez un panneau solaire, vous le reconnaîtrez aisément car les cellules forment une sorte de quadrillage, et le matériau dont elles sont faites renvoie des reflets bleus ou gris. Un câble en sortie de châssis délivre un courant continu à tension constante.
Panneau solaire et production d’électricité : la physique des atomes
Sans trop rentrer dans les détails, nous pouvons vous faire sentir ce qui se déroule dans les couches composant un panneau solaire. Pour bien comprendre, il faut vous rappeler qu’un atome se compose d’un noyau autour duquel gravitent des électrons organisés en couche. Les propriétés physiques de l’atome dépendent du nombre d’électrons de cette couche externe.
Par propriétés physiques, on entend sa capacité à se combiner à d’autres atomes pour former des molécules, des cristaux, se transformer en ion. Si l’on arrache des électrons à ces atomes et qu’on les met en mouvement, on peut créer un courant.
La cellule photovoltaïque : des matériaux semi-conducteurs
Une cellule photovoltaïque est conçue à partir de matériaux semi-conducteurs que l’on retrouve dans de nombreux composants électroniques. Pour fabriquer ces semi-conducteurs, il faut d’abord choisir une famille d’atome présentant 4 électrons sur leur couche externe : on parle d’atomes tétravalents. Ils ont la faculté de se regrouper ensemble de manière organisée pour former un cristal.
L’idée générale pour fabriquer des matériaux semi-conducteurs est d’introduire des impuretés bien choisie dans cette structure, on parle alors de dopage. Si on insère dans ce cristal des atomes ayant trois électrons sur leur couche externe, il va y avoir un déficit d’électrons. Un électron étant chargé négativement, cela va résulter en une charge positive, on parle de dopage P. A l’inverse, si on introduit des atomes portant 5 électrons sur leur couche externe, il y a un excès d’électron, le cristal est donc chargé négativement et on parle de dopage N. Si on colle une plaque de matériau dopé N à une plaque de matériau dopé P, on crée ce que l’on appelle une jonction PN. A cette jonction, les charges négatives d’un côté et positives de l’autre créent un champ électrique.
Fonctionnement d’une cellule photovoltaïque
La cellule consiste en une jonction PN avec une grille métallique sur le dessus et un collecteur conducteur au dos. Les photos
Transformation du courant continu en alternatif : le rôle de l’onduleur
L’intensité, la tension et donc la puissance dépendent du nombre de cellules montées à la fois en série et en parallèle. La tension en sortie d’un panneau est continue, ce qui peut convenir pour recharger une batterie ou alimenter un camping-car. Pour utiliser ce courant dans une maison ou le revendre à un opérateur, il faut y relier un onduleur, qui transforme un courant continu en courant alternatif 220V et 50Hz.
Comment choisir son onduleur
Caractéristiques importantes
- On-line
- In-line
- Off-line
Qu’est-ce qu’un onduleur
Onduleur off-line, onduleur on-line ou onduleur in-line
Onduleur offline
En régime normal, lorsque la tension est au-dessus d’un certain seuil, les appareils reliés à l’onduleur sont alimentés directement par le réseau. Si la tension descend au-dessous de ce fameux seuil, la batterie prend le relais et l’onduleur transforme alors le courant continu qu’elle délivre en une tension alternative grossière. Ce n’est pas une belle sinusoïde mais plutôt un signal assez carré. Lors de ce changement de mode, il y a une microcoupure de quelques millisecondes (< 6 ms). Les appareils dont l’alimentation contient de gros condensateurs sont peu sensibles à cette coupure de transition et peuvent donc se contenter d’un onduleur off-line. Malgré leur incapacité à compenser les petites chutes de tensions et les microcoupures, ils sont bon marché et adaptés pour protéger de la bureautique. Leur puissance monte jusqu’à 1kVA.
Onduleur in-line ou Line interactive
Schématiquement, un onduleur in-line est un onduleur off-line avec un régulateur de tension qui va compenser les défauts du signal d’entrée et permettre le basculement sur la batterie en moins de 2 millisecondes si besoin. Cette régulation, outre la protection qu’elle confère, sollicite moins la batterie et prolonge donc sa durée de vie. Ces onduleurs se montrent particulièrement efficaces pour protéger les équipements sensibles connectés à des réseaux délivrant une tension instable avec des chutes et des microcoupures.On retrouve ce cas de figure dans les pays émergents où ces onduleurs in-line s’avèrent indispensables pour ne pas endommager des équipements indispensables et chers. Moins chers que les onduleurs on-line, leurs performances dépassent largement celles des onduleurs off-line et les destinent par exemple à la protection des serveurs informatiques des petites entreprises, des NAS (serveur de fichiers autonome). Ils délivrent en particulier un signal sinusoïdal, qui convient à beaucoup plus d’appareils. Leur puissance va typiquement de 500 VA à 5kVA.
Onduleur on-line
A la différence des onduleurs off-line, les onduleurs on-line produisent en permanence du courant alternatif à partir de la batterie, elle-même chargée en continu à partir du secteur. Lorsque la tension chute en entrée de l’onduleur, la batterie se recharge moins vite voire n’est plus rechargée du tout. En revanche, la tension en sortie reste parfaitement stable quelles que soient les conditions. Cette stabilité couplée à un temps de commutation inexistant destine les onduleurs on-line protègent tous les équipements sensibles qui doivent rester alimentés en toutes circonstances et dont la perte serait catastrophique. On choisira donc ce type d’onduleur pour la protection des serveurs informatiques qu’on trouve dans les grosses entreprises et qui ne doivent défaillir à aucun moment ou encore d’équipements médicaux dont leur usage peut altérer l’état de santé des patients. Ce sont aussi les maîtres incontestés des onduleurs de plus de 5 kVA. On les retrouve très naturellement dans de nombreuses installations industrielles ou la protection de circuits alimentant des appareils nombreux et puissants.
Onduleur : protection contre les défaillances électriques
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Onduleur off-line |
Onduleur on-line |
Onduleur in-line |
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Coupure |
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Chute de tension |
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Distorsion |
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Pic |
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Bruit |
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5 conseils pour bien choisir son onduleur
- Dimensionnez votre onduleur en fonction des appareils à protéger et de vos usages futurs !
- Le prix d’un onduleur peut paraître élevé mais ce n’est rien en comparaison de la perte de données inestimables ou d’un matériel professionnel.
- La mise hors-tension d’un appareil alimenté peut être pilotée par l’onduleur. Ainsi, les quelques minutes d’autonomie permettent d’éteindre les appareils en toute sécurité, même en votre absence. Vérifiez la compatibilité entre matériel et onduleur !
- Un onduleur off-line, bien que bon marché, produit une tension de mauvaise qualité qui ne convient pas à tous les appareils. Vérifiez bien sa compatibilité avec les équipements !
- Les onduleurs sont des appareils sensibles, choisissez une marque reconnue et qui offre des garanties.
En Espagne, l’autonomie énergétique progresse à pas de géant
L’autoconsommation en électricité solaire se développe à grande vitesse en Espagne. Les cinq entreprises qui contrôlent le marché de l’électricité ont longtemps cherché à freiner ce mouvement. Elles changent de stratégie et tentent maintenant d’en prendre le contrôle.
Un jour, il n’y aura pas un toit sans panneau solaire »
Outre ses bienfaits environnementaux, ce système entraîne une baisse substantielle de la facture. Il est déjà très demandé pour les propriétés individuelles. Et Ecooo passe désormais aux choses sérieuses : les immeubles. Près des deux tiers des Espagnols vivent en appartement. « Un jour, il n’y aura pas un toit sans panneau solaire dessus », répète Laura Feijóo, comme un mantra. Son rêve ? Voir émerger de petits réseaux de producteurs-consommateurs, locaux et décentralisés, dont le but ne soit pas de faire de l’argent, mais simplement d’approvisionner ses usagers. L’entreprise à but non lucratif équipe ses clients de panneaux solaires prêts à fonctionner, et tente de faire prendre conscience aux citoyens du potentiel de transformation sociale que représente l’autoconsommation.
Le décret royal sur l’autoconsommation d’électricité relance l’énergie solaire en Espagne.
C’est enfin la fin de la « taxe solaire » en Espagne, avec la suppression de cette taxe par le gouvernement. Dans le passé, cette taxe rendait difficile et ralentissait l’autoconsommation d’électricité en Espagne. Cependant, l’avancée du développement de l’énergie solaire photovoltaïque et de l’autoconsommation dans le pays ne sera plus découragée, bien au contraire. La « transition énergétique » est en cours et l’avenir appartient aux énergies renouvelables.
Rendement Panneau Solaire | Calcul et Explications (2022)
Vous souhaitez savoir comment calculer le rendement de vos panneaux solaires ?
Ou tout simplement savoir ce qu’est le rendement d’une installation solaire ?
Calcul du rendement, panneaux solaires à haut rendement, surface idéale de votre installation photovoltaïque, nous allons passer tous ces sujets en revue.
Le rendement d’un panneau photovoltaïque correspond à la quantité d’électricité produite par le panneau solaire par rapport à l’énergie solaire reçue.
Pour le calculer, on utilise donc la formule suivante :
Rendement = (quantité d’électricité produite / quantité d’énergie solaire reçue) * 100
Aujourd’hui, les rendements des panneaux solaires varient entre 7 et 24 %.
Vous pouvez d’ailleurs retrouver cette information sur les fiches techniques de vos panneaux solaires, par exemple :
Vous vous demandez sans-doute :
“Entre 7 et 24 % ? Qu’est-ce qui explique une telle différence ?”
C’est tout simplement la technologie utilisée et la qualité des cellules photovoltaïques, qui constituent les panneaux.
Il est donc primordial de choisir le bon type de panneaux solaires afin de maximiser votre production d’électricité.
Les Meilleurs Rendements grâce au Monocristallin
Si vous avez déjà fait quelques recherches à propos des panneaux solaires, vous avez dû entendre parler des panneaux “monocristallins” et “polycristallins”.
Et pour cause : à eux deux, ils représentent près de 90 % des installations solaires réalisées.
Alors, qu’est-ce que c’est exactement ?
Il s’agit de deux types de panneaux photovoltaïques, fabriqués à base de silicium cristallin, un matériau semi-conducteur extrait de la silice.
Ce nom ne vous dit peut-être rien, pourtant le silicium est l’élément chimique le plus présent sur Terre, après l’oxygène.
C’est donc à partir de ce matériau que sont fabriquées les cellules photovoltaïques de nos fameux panneaux monocristallins et polycristallins.
Qu’en est-il de leurs rendements ?
Les panneaux polycristallins présentent des rendements compris entre 14 et 18 %. Quant aux panneaux monocristallins, ils affichent de loin les meilleures performances du marché avec des rendements atteignant aujourd’hui 24 % ! On s’approche petit à petit du rendement maximal théorique de 31 %.
Leur coût et leur rendement incomparables en font souvent les meilleurs panneaux solaires pour une installation solaire en autoconsommation.
C’est d’ailleurs pour cela que nous vous proposons seulement des panneaux solaires monocristallins des meilleurs fabricants (Longi Solar, Q Cells, Sunpower…)
Il existe également des panneaux solaires amorphes, composés de seulement 1 % de silicium.
Conséquence : leur rendement est compris entre 6 et 9 % seulement, ce qui explique que ce type de panneaux ne représente aujourd’hui que 10 % du marché.
Panneau Solaire à Haut Rendement
De nouveaux panneaux solaires à “haut rendement” attisent la curiosité.
Alors, devez-vous choisir ce type de panneaux pour votre installation solaire ?
C’est ce que nous allons voir.
① Panneaux Solaires en Perovskite
Cela fait plusieurs années qu’on entend parler de cette technologie “révolutionnaire”.
Pourtant, les cellules en perovskite (un minéral composé d’oxyde de calcium et de titane) sont encore au stade de développement, avec des rendements obtenus en laboratoire de l’ordre de 22 % seulement.
Alors oui, en théorie il est possible que ce type de panneaux atteigne un jour un rendement de près de 30 %.
Mais pour l’instant il reste un grand nombre de problématiques à résoudre.
Par exemple, les cellules en perovskite se dégradent rapidement sous l’effet de l’humidité, de la chaleur et des ultraviolets.
Ce qui est plutôt gênant pour des panneaux solaires soumis au rayonnement solaire et aux intempéries.
Bref, on est encore bien loin d’obtenir des “hauts rendements”.
② Panneaux Solaires Bifaces
Autre “nouveauté” : les panneaux photovoltaïques bifaces (aussi appelés bifaciaux).
Les panneaux solaires “traditionnels” sont équipés de cellules photovoltaïques sur leur face avant. Leur face arrière est quant à elle recouverte d’une couche de polymère.
On dit ainsi qu’ils sont mono faces.
A l’inverse, les panneaux bifaciaux sont équipés de cellules photovoltaïques sur chacune de leurs deux faces.
Le but de cette technologie : absorber les rayons de lumière frappant indirectement le panneau solaire sur sa face arrière.
C’est ce qu’on appelle l’albédo.
Cette technologie est très utile dans les grands parcs solaires au sol.
Hé oui : des études ont montré qu’une installation de panneaux solaires bifaces réalisées sur de l’herbe ou du gravier blanc pouvait augmenter la production d’électricité entre 10 et 20 % par rapport à une installation classique.
En revanche, la technologie biface n’a aucun intérêt pour les installations solaires réalisées sur toiture.
La face arrière étant posée directement sur votre élément de couverture, l’espace n’est pas assez important pour lui permettre de capter des rayons du soleil et donc d’augmenter le rendement de votre installation solaire.
Conclusion : Le Monocristallin est la Technologie la plus Intéressante Actuellement
Même si certaines nouvelles technologies semblent prometteuses, les panneaux solaires monocristallins sont aujourd’hui les plus intéressants pour réaliser votre projet solaire sur toiture.
Ils bénéficient d’un très bon rendement toute l’année, d’un excellent rapport qualité-prix et sont esthétiques.
Une question reste en suspens : quelle puissance de panneaux solaires devez-vous installer ?
Puissance et Surface d’une Installation
Calculer la puissance d’un panneau solaire
Vous savez maintenant ce qu’est le rendement d’un panneau solaire.
Mais à quoi correspond sa puissance ?
En fait, la puissance électrique maximale d’un panneau solaire s’exprime en watts-crête, abrégé Wc.
Elle est déterminée en soumettant le panneau aux conditions suivantes, appelées conditions STC :
- Ensoleillement de 1 000 watts/m² ;
- Température ambiante de 25 ° C ;
- Orientation au Sud ;
- Inclinaison d’environ 30 ° ;
- Absence d’ombrage.
Grâce aux avancées technologiques, la puissance des panneaux solaires est en constante augmentation.
Elle est généralement comprise entre 250 et 325 Wc, mais certains modèles atteignent aujourd’hui jusqu’à 500 Wc !
D’ailleurs, chez In Sun We Trust nous vous proposons les meilleurs panneaux solaires, avec des puissances allant de 360 à 410 Wc.
Cela dit, devez-vous absolument choisir le panneau solaire le plus puissant ?
Voyons cela ensemble.
Lien entre Puissance et Surface
En général, un panneau solaire monocristallin mesure 1,7 m par 1 m, pour une puissance de 375 Wc.
Si vous souhaitez réaliser une installation solaire de 3 kWc, soit 3 000 Wc, vous avez besoin de (3 000/375 =) 8 panneaux.
Cela représente une surface d’environ 16 m² sur votre toiture.
Prenons maintenant un panneau polycristallin, mesurant lui aussi 1,7m par 1 m mais d’une puissance de 250 Wc seulement.
Pour obtenir une installation de 3 kWc, il vous faudra alors (3000/250 =) 12 panneaux solaires, soit environ 24 m² de surface.
Alors, que faut-il en retenir ?
- Une installation de 3 kWc composée de panneaux de 250 Wc produit autant d’électricité qu’une installation composée de panneaux de 375 Wc ;
- La puissance d’un panneau joue uniquement sur le nombre de panneaux qu’il faudra installer pour atteindre une puissance d’installation souhaitée. Il sera donc important de prendre en compte la surface disponible sur votre toiture.
Quels Éléments Influent sur votre Rendement ?
Vous connaissez maintenant la puissance d’un panneau photovoltaïque.
Voyons à présent quelle quantité d’électricité votre installation solaire pourra produire.
En fait, ce n’est pas si simple car cela dépend d’un grand nombre de variables, parmi lesquelles :
- Le niveau d’ensoleillement de votre maison ;
- Les effets de microclimats ;
- L’orientation de votre maison ;
- L’inclinaison de votre toiture ;
- Le type d’intégration (intégration au bâti ou surimposition) ;
- Les ombrages provenant des obstacles proches ou lointains ;
- La puissance de votre installation ;
- La température extérieure ;
- La nature du câblage ;
- La distance entre vos panneaux et votre onduleur ;
Et la liste est encore longue…
Voyons de plus près les différentes variables qui influent sur la production d’une installation solaire.
Votre Niveau d’Ensoleillement
Commençons par l’élément le plus évident : le niveau d’ensoleillement de votre toiture.
C’est simple : plus votre maison bénéficie d’un ensoleillement prolongé, meilleure sera la production de votre installation solaire.
Les Effets de Microclimats
Nous venons de parler de l’impact du niveau d’ensoleillement de votre toiture.
Mais pour calculer la production d’énergie solaire, il est important de tenir également compte des effets de microclimats.
Qu’est-ce qu’un micro-climat ?
Il s’agit des conditions climatiques spécifiques à une zone géographique restreinte et différentes du climat général de la région.
Le bassin d’Arcachon, situé au cœur des Landes de Gascogne, bénéficie par exemple d’un taux d’ensoleillement plus élevé que le reste de la région.
Les étés y sont chauds et les hivers doux.
Ce microclimat a des effets notables sur le rendement des panneaux solaires dans cette région.
Une installation solaire posée dans les conditions optimales produira ainsi plus de 4 100 kWh dans le bassin d’Arcachon contre 3 900 kWh pour la même installation à Bordeaux.
L’Orientation des Panneaux Solaires
En France, vos panneaux solaires capteront le plus de luminosité tout au long de l’année orientés plein Sud.
Rassurez-vous : bien qu’idéale, cette orientation n’est pas obligatoire.
Hé oui : même si votre toiture n’est pas orientée vers le Sud, vous pouvez tout de même profiter d’une installation solaire rentable !
Dans la moins bonne condition, c’est-à-dire avec une orientation plein Ouest, l’installation produit en moyenne 3 510 kWh par an et est rentable en 14 ans.
Cette différence est tout à fait négligeable quand on sait que les panneaux solaires ont une durée de vie de 40 ans.
Bref, toutes les orientations sont rentables, à part au Nord, Nord-Ouest et Nord-Est.
Voyons maintenant ce qu’il en est de l’inclinaison des panneaux solaires.
L’inclinaison des Panneaux Solaires
Pour produire le maximum d’électricité, les rayons du Soleil doivent atteindre perpendiculairement vos panneaux photovoltaïques.
Sauf que la course du Soleil varie au fil de l’année.
En hiver, le Soleil est bas par rapport à l’horizon.
A l’inverse, en été le Soleil est haut.
Alors comment faire ?
En fait c’est simple.
Vous devez incliner vos panneaux solaires de 30 à 35° par rapport à l’horizontal.
Ainsi vous produirez un maximum d’électricité tout au long de l’année.
Là encore, il s’agit des conditions optimales : l’inclinaison de votre toiture n’influe pas le rendement de vos panneaux solaires de manière drastique.
Reprenons notre exemple précédent, à Grenoble, avec une orientation plein Sud :
| Inclinaison | Production la première année(en kWh) | Détails du calcul |
|---|---|---|
| 0 ° | 3 766 | 4 050 * 0.93 = 3 766 |
| 30 ° | 4 050 | 4 050 * 1 = 4 050 |
| 60 ° | 3 798 | 4 050 * 0.91 = 3 685 |
Que retenir ?
On observe une différence de production inférieure à 10 % entre l’inclinaison optimale (30 °) et la moins avantageuse (10 °).
Bref, il est tout à fait possible de produire de l’électricité et d’obtenir une installation solaire rentable avec une inclinaison autre que 30 °.
Pour s’en convaincre, je vous invite à regarder attentivement le tableau suivant.
Il fournit les facteurs de corrections (utilisés dans nos exemples précédents) à appliquer à la production attendue en fonction de son orientation et de son inclinaison :
Les Ombrages
Votre toiture subit les ombrages de la maison d’un(e) voisin(e), d’un arbre ou encore d’une montagne avoisinante ?
Cela peut impacter la production de vos panneaux solaires.
Heureusement, il existe plusieurs solutions :
- Utiliser des micro-onduleurs à la place de l’onduleur du chaîne ;
- Ou ajouter à l’onduleur de chaîne des optimiseurs, capables de gérer les ombrages partiels.
En revanche, si votre toiture est impactée par un ombrage permanent, la faisabilité de votre projet solaire peut être remise en cause.
Il est donc nécessaire de faire un état des lieux des potentiels ombrages pouvant affecter votre toiture avant de réaliser votre installation solaire.
L’influence de la Température
La température a également un impact sur le rendement de vos panneaux solaires.
Hé oui : un panneau solaire subissant une température supérieure à 25° C perd jusqu’à 0,5 % de rendement par degré supplémentaire.
Par exemple, vos panneaux solaires sont exposés à une température de 40 ° C.
Il fait alors (40 – 25 =) 15 ° de plus que la température optimale de 25 ° C.
Les rendements de vos panneaux seront donc dégradés de 15 ° x 0,5 % = 7,5 %.
Si vos panneaux ont un rendement de 24 %, il sera donc de ( 24 % x (100 % – 7,5 % =) 22,2 % durant cette période.
Les fortes températures font donc baisser le rendement de vos panneaux solaires et votre production d’électricité.
Heureusement, vous pouvez limiter drastiquement ces pertes de rendement :
- En choisissant des panneaux solaires récents et de qualité, qui limitent les pertes à 0,25 % seulement par degré au-dessus de 25 ° C ;
- En installant vos panneaux solaires en surimposition. L’espace entre les panneaux solaires et l’élément de couverture de votre toiture permet une meilleure aération de vos panneaux solaires, qui peuvent ainsi évacuer plus facilement la chaleur et maintenir un niveau élevé de production en cas de très forte chaleur.
La Propreté de Vos Panneaux Solaires
Enfin, il est important de prendre en compte le nettoyage de vos panneaux solaires.
En effet, différentes études allemandes ont montré que les installations photovoltaïques nettoyées régulièrement produisent 2 à 7 % de plus que celles non entretenues.
Alors n’oubliez pas de passer un coup d’éponge douce sur vos panneaux solaires une fois par an.
Pour cela, vous pouvez utiliser un balai télescopique depuis le sol.
Comment dimensionner son onduleur
Puissance
Quelle que soit la technologie choisie, le but ultime est de permettre à vos équipements de rester alimentés en cas de coupure momentanée du courant. Le temps pendant lequel vos appareils peuvent recevoir du courant malgré la coupure dépend directement de la puissance apparente de l’onduleur, exprimée en Volt Ampères (VA). Plus celle-ci est élevée, plus vous aurez de temps pour éteindre les appareils en toute sécurité.Pour la dimensionner, il suffit d’additionner la puissance de tous les appareils connectés en Watts (W), de multiplier par 1,6 et vous avez la puissance minimale en VA. Si par exemple vous avez un PC taillé pour le jeu avec un écran qui consomme environ 250 W, il faut choisir un onduleur d’au moins 400 VA, qui donnera 4-5 minutes d’autonomie pour éteindre votre machine en cas de coupure.N’hésitez pas à investir dans un onduleur plus puissant qui confère de précieuses minutes d’autonomie. Il vous offrira plus de temps, et sera toujours adapté à vos besoins malgré la puissance supplémentaire exigée.
Quel onduleur pour quel matériel