Le Photovoltaïque
I- Le photovoltaïque, qu’est-ce que c’est ?
L’effet photovoltaïque désigne la capacité de certains matériaux à convertir l’énergie du rayonnement solaire en électricité. Cet effet a été découvert par le français Becquerel en 1839.
Les cellules photovoltaïques les plus répandues sont à base de silicium cristallin. Leur taille est de 156 x 156 mm pour une épaisseur de 0,2 mm. Elles ont un rendement qui est compris entre 16% et 20% (énergie électrique produite / énergie solaire incidente).
Plusieurs cellules photovoltaïques sont encapsulées et inter-connectées dans les panneaux solaires dont la taille est généralement de l’ordre du mètre carré. Les panneaux photovoltaïques produisent un courant continu lorsqu’ils sont soumis au rayonnement solaire. Ils peuvent être connectés à un onduleur qui transformera ce courant continu en courant alternatif.
II- Les bonnes raisons de choisir cette énergie
- Son carburant est gratuit : l’énergie produite par le soleil est la ressource utilisée par les panneaux photovoltaïques
- Une technologie pérenne : les cellules photovoltaïques sont fabriquées à base de silicium, un matériau très abondant à la surface de la terre, non toxique. Les panneaux sont 100 % recyclables.
- Le photovoltaïque ne génère ni bruit, ni émission nocive, ni gaz polluant : aucune pollution chimique ni pollution sonore. Énergie renouvelable qui contribue activement à réduire le réchauffement climatique.
- Des systèmes sûrs, d’une grande fiabilité : une technologie simple, robuste et éprouvée, aucune pièce mécanique en mouvement. L’énergie solaire requière peu ou pas de maintenance.
III- Les applications du photovoltaïque au bâtiment
L’autoconsommation : Il est possible d’auto-consommer l’énergie électrique produite. Dans le cas d’un système sans batterie, l’installation produit de l’électricité durant la journée et l’électricité produite est directement consommée.
Le bâtiment se doit d’être raccordé au réseau pour un accès à l’électricité lorsque les panneaux photovoltaïques ne produisent pas. Ce scénario permet de réaliser des économies sur sa facture d’électricité. Le surplus d’électricité produit peut être soit injecté gratuitement sur le réseau, soit revendu à un fournisseur d’électricité (contrat de revente partielle).
Il est également possible d’installer des batteries afin de stocker l’électricité produite. On peut alors dimensionner une installation non raccordée au réseau et totalement autonome.
La vente de l’énergie produite : la France permet de vendre l’électricité produite sur une durée de 20 ans au travers d’un contrat passé avec les fournisseurs d’électricité. Les tarifs de rachat sont réévalués trimestriellement et dépendent de la puissance installée ainsi que du degré d’intégration au bâti de l’installation photovoltaïque.
IV- Le productible d’une installation photovoltaïque
La quantité d’énergie produite par une installation photovoltaïque (électricité) s’exprime en kWh (kilowattheure). Elle dépend de quatre paramètres :
- La puissance installée qui dépend du dimensionnement de l’installation ou, en d’autre termes, du nombre de panneaux photovoltaïques et de leur rendement. Elle s’exprime en kWc (kilowatt crête).
- Le rayonnement solaire : l’énergie produite dépend de l’ensoleillement et par conséquent de la localisation géographique de l’installation. La carte ci- dessous présente les valeurs du rayonnement solaire en France métropolitaine.
- L’orientation des panneaux photovoltaïques : l’énergie produite dépend de l’orientation et de l’inclinaison des panneaux. L’optimum pour la France est donné pour une orientation plein sud avec une inclinaison de 30°.
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inclinaison
exposition
|
0° | 30° | 60° | 90° |
| est | – 7% | – 10% | – 22 % | – 45% |
| sud-est | – 7% | – 4% | – 12% | – 34% |
| sud | – 7% | 0% | – 10% | – 30% |
| sud-ouest | – 7% | – 4% | – 12% | – 34% |
| ouest | – 7% | – 10% | – 22% | – 45% |
- Les ombres portées peuvent réduire la quantité d’énergie produite. La présence de diodes schottky à l’intérieur des panneaux en réduit l’impact. Les effets éventuels d’ombrages sont pris en compte lors de l’étude de production de l’installation.