Comment fonctionnent des panneaux solaires ?

Habituellement, une installation photovoltaïque se compose de panneaux solaires reliés entre eux (on parle de string) et connectés ensemble à un onduleur. Les panneaux produisent ainsi de l’électricité en groupe plutôt que de façon individuelle.

Pour que la tension soit homogène et sécurisée dans un string de panneaux solaires, tous les panneaux s’adaptent à celui doté de la plus faible puissance.

Concrètement, cela signifie que, si un seul panneau du string est à l’ombre, c’est toute la production d’électricité qui va diminuer car le string s’adapte à la productivité plus faible de ce panneau ombragé.

Conclusion : l’installateur doit étudier précisément l’ensoleillement des panneaux solaires tout au long de l’année, afin de calibrer correctement l’installation et de faire un devis réaliste.

Et si l’ombrage est absolument inévitable, il est possible d’envisager un montage parallèle des panneaux et de placer un optimiseur pour chaque panneau solaire. Cette méthode est plus onéreuse mais permet de pallier au problème d’ombrage car celui-ci n’aura alors pas d’impact sur l’ensemble des panneaux.

Un string de panneaux solaires est une chaîne de panneaux solaires qui est reliée à un onduleur.

Les panneaux sont connectés entre eux pour former une chaîne et celle-ci est reliée à l’onduleur. Cette méthode de pose est très courante car le string de panneaux solaires offre des avantages :

• Inutile de relier chaque panneau à son propre onduleur.
• Le string envoie toute la tension à un seul onduleur, de façon optimale.

Le nombre de panneaux que l’on peut raccorder en chaîne (string) dépend de plusieurs facteurs, comme la puissance de l’onduleur. Seule une équipe experte déterminera avec exactitude ce qui convient à votre situation.

Bon à savoir ! Un string de panneaux s’adapte à la puissance la plus faible de la boucle.

La taille d’un panneau solaire varie selon les fabricants et les modèles.

Quand on souhaite dimensionner une installation photovoltaïque, on estime en moyenne la taille d’un panneau solaire à 1.6 m², soit des dimensions de 1700 mm de long par 1160 mm de large.

Un panneau solaire photovoltaïque correctement installé et entretenu peut produire de l’électricité pendant plusieurs dizaines d’années. On estime actuellement la durée de vie d’un panneau solaire à 40 ans minimum.

Si cette technologie peut sembler fragile à première vue, c’est tout le contraire : un panneau solaire est conçu de façon robuste, pour résister aux intempéries et à l’usure.

Installer des panneaux solaires chez soi constitue donc un investissement fiable et de plus en plus rentable car :

1. l’électricité est de plus en plus chère ; et
2. le prix des panneaux solaires est de plus en plus abordable.

Notez toutefois qu’au fil du temps, l’efficacité d’un panneau solaire va diminuer, en toute logique, mais de façon très progressive :

• Pendant les 10 premières années : un panneau solaire offre une productivité maximale avec un rendement de 100 %.
• Après 10 ans et jusqu’à 25 ans : un panneau solaire a une productivité de 90 % environ.*
• Au-delà de 25 ans : un panneau solaire offre un rendement de 80 % à 87 % environ.*

* variable selon les fabricants

Plusieurs critères entrent en compte pour que votre installation photovoltaïque produise un maximum d’électricité.

Critères propres à l’installation des panneaux :

• L’orientation des panneaux : une orientation sud, sud-ouest est idéale pour un ensoleillement toute l’année ;
• L’inclinaison du toit : une pente de toit de 30-35° est idéale pour un ensoleillement toute l’année (dans le cas d’un toit plat, on peut envisager d’installer les panneaux sur une structure au sol par exemple, selon les possibilités et les règles d’urbanisme applicables) ;
• L’emplacement des panneaux : loin de toute source d’ombrage car l’ombre diminue le rendement des panneaux solaires. Ainsi, on recommande d’éviter de placer des panneaux solaires près d’une cheminée, d’un arbre massif, d’un bâtiment voisin imposant, etc.

D’autre part, pour que votre installation photovoltaïque produise la juste quantité d’électricité, les critères suivants interviennent :

• Vos besoins en électricité : tâchez de connaître votre consommation habituelle et d’anticiper vos futurs besoins en électricité pour dimensionner au mieux votre installation photovoltaïque.
• La surface de pose disponible : la place dont vous disposez va déterminer la taille de votre installation, ce qui influence la quantité d’électricité que les panneaux produiront. Par exemple, si vous disposez de peu de place, il peut être intéressant d’opter pour des panneaux haut-de-gamme ultra-performants qui produiront plus d’électricité que des panneaux moins chers.

On estime qu’une pente de toit 30-35° est optimale pour des panneaux solaires. Cette inclinaison tient compte du fait que la position du soleil varie au long d’une journée et au fil des saisons.

Si vous disposez d’un toit plat ou d’une pente de toit trop faible, des solutions existent, comme la pose sur structure inclinée, la pose au sol, la pose en façade, le suiveur solaire, etc.

Le nombre de panneaux solaires nécessaires pour couvrir tous vos besoins en électricité dépend de plusieurs facteurs, comme :

• Votre consommation d’électricité : prenez comme base votre consommation annuelle (fournie par votre distributeur d’électricité) et tenez compte de l’évolution possible de vos besoins (ex. : si vous faites des travaux d’agrandissement, si vous achetez une voiture électrique et une borne de recharge, si vous installez des équipements qui consomment davantage d’électricité, etc.).
• La qualité des panneaux : des panneaux performants vont produire plus d’électricité que des panneaux bas-de-gamme, ce qui signifie que vous aurez besoin de moins de panneaux dans ce cas (et inversement).

Il n’existe donc pas de nombre idéal de panneaux solaires pour atteindre l’autonomie en électricité.

Au-delà du nombre de panneaux solaires, c’est la présence d’une batterie domestique couplée à votre installation photovoltaïque qui vous aidera à améliorer votre autoconsommation et donc vous rapprocher de l’autonomie énergétique.

En effet, les panneaux produisent mais ne stockent pas d’électricité. L’électricité produite par les panneaux solaires doit donc être consommée immédiatement sinon elle est perdue et retourne sur le réseau. Or, le pic de production intervient en pleine journée, quand l’ensoleillement est au plus fort, ce qui ne correspond pas toujours à nos rythmes de vie. Il est par exemple plus commode de recharger une voiture électrique en soirée ou très tôt le matin plutôt que pendant la journée. Une batterie offre alors la solution parfaite : son rôle est de stocker l’électricité produite par les panneaux solaires et de la restituer quand c’est nécessaire.

En conclusion, vous pouvez tendre vers l’autonomie énergétique :

• En faisant installer un nombre suffisant de panneaux pour couvrir tous vos besoins en électricité ; et
• En installant une batterie domestique qui pourra stocker l’électricité produite et la restituer quand les panneaux ne produisent pas (suffisamment) d’électricité.

Pour calculer le nombre de panneaux solaires dont vous aurez besoin, vous devez donc estimer tous vos besoins en électricité, y compris ce qui sera nécessaire pour un cycle de charge complet de la batterie.

Un panneau solaire photovoltaïque transforme la lumière du soleil en électricité par le biais de l’effet photoélectrique.

La conversion lumière/électricité se déroule dans les cellules photovoltaïques qui composent le panneau :

1. Quand ces cellules photovoltaïques sont exposées au rayonnement solaire, elles captent les photons contenus dans cette lumière.
2. Cette absorption de photons libère les électrons présents dans le matériau semi-conducteur du panneau, généralement du silicium.
3. La différence de polarité présente dans le matériau semi-conducteur (charges négatives et charges positives) crée un mouvement : un courant électrique continu.

MAIS, dans nos maisons, c’est du courant alternatif que nous utilisons, pas du courant continu. Pour cette raison, une installation photovoltaïque doit se composer de panneaux solaires ET d’un onduleur. C’est ce dernier élément qui va transformer le courant continu créé par les panneaux en courant alternatif qui peut être utilisé dans votre habitation.

Une installation photovoltaïque permet de convertir la lumière du soleil en courant alternatif, une électricité qui peut être directement utilisée. Pour arriver à cela, plusieurs composants sont nécessaires :

• Des panneaux solaires photovoltaïques : ces structures sont équipées de cellules photovoltaïques qui vont capter l’énergie du soleil et la transformer, par le biais de l’effet photoélectrique, en courant continu.
  Ces panneaux sont posés en extérieur, de sorte à capter un maximum de rayonnement solaire.
• Un onduleur : cet appareil est relié aux panneaux solaires et il convertit le courant continu en courant alternatif de sorte à ce que l’électricité produite puisse effectivement être utilisée sur le circuit électrique de l’habitation (ou stockée dans une batterie ou injectée dans le réseau).

Ces deux éléments sont nécessaires pour toute installation de panneaux solaires photovoltaïques.

D’autres éléments peuvent s’ajouter :

• Une batterie domestique : elle va stocker l’électricité produite par les panneaux et la restituer quand vous en avez besoin, au moment où les panneaux ne produisent pas (assez) d’électricité.
• Une borne de recharge : pour recharger confortablement et en toute sécurité votre véhicule électrique.

Oui, un panneau solaire dont la surface est encrassée produit moins d’électricité.

La raison est simple : ce sont les cellules photovoltaïques à la surface du panneaux solaires qui vont assurer la production d’électricité pendant tout le temps où elles sont exposées à la lumière du soleil. La saleté sur un panneaux bloque le captage de lumière, ce qui diminue la productivité du panneau.

Au quotidien, la pluie et le vent se chargent d’ôter les poussières et petits débris naturels (ex. : feuilles) qui peuvent se déposer sur les panneaux. Il faut donc absolument éviter de nettoyer vous-même vos panneaux solaires, surtout pas avec un détergent domestique liquide.

Si votre habitation se trouve dans une zone spécifique (ex. : près de la mer ou d’une zone agricole), vous pouvez envisager un nettoyage professionnel de vos panneaux. Votre installateur saura vous conseiller sur la fréquence éventuelle d’un tel entretien.

Et si votre installation a été soumise à rude épreuve (ex. : suite à de fortes intempéries, suite à des travaux lourds près de chez vous), alors vous pouvez également demander une vérification de toute l’installation, panneaux et onduleur, afin de vous assurer du bon fonctionnement de l’ensemble.

L’onduleur joue un rôle fondamental dans votre installation photovoltaïque. Relié à vos panneaux solaires, l’onduleur transforme le courant continu que les panneaux ont produit en courant alternatif utilisable dans le réseau électrique de l’habitation.