Composant d’une installation solaire 

Appelées aussi systèmes photovoltaïques, les installations solaires sont des dispositifs que l’on utilise pour convertir directement la lumière du soleil en électricité utilisable pour alimenter les différents appareils domestiques. Elles sont de plus en plus populaires en raison de leur capacité à produire de l’énergie propre et renouvelable. Voilà pourquoi elles séduisent de plus en plus de particuliers en Suisse. Il existe plusieurs types de panneaux solaires, qui adoptent chacun une technologie distincte. Quel que soit le type de panneau, une installation solaire est constituée de plusieurs éléments, qui jouent chacun un rôle important. Dans cet article, découvrez les différents composants qui constituent une installation solaire et leur fonction ainsi que les différents types de panneaux solaires.

Les différents composants d’une installation solaire

Avant de vous lancer dans un projet solaire, il est important de connaître les différents composants d’une installation solaire, qui contribuent à la mise en marche du système d’exploitation. En comprenant ces différents composants, vous serez en mesure de prendre des décisions lors de l’achat, de l’installation et de la maintenance du système solaire. Cela vous aide à choisir les composants appropriés en fonction de vos besoins spécifiques en tenant compte de quelques facteurs comme la durabilité, la fiabilité et l’efficacité. 

Pour fonctionner correctement et assurer un meilleur rendement, une installation solaire doit comprendre les éléments suivants :

Les panneaux solaires

Les panneaux solaires sont les composants clés d’une installation solaire. Ces équipements sont tenus de capter la quantité maximale d’énergie solaire. Ils sont donc chargés de capter le rayonnement solaire et de convertir l’énergie solaire en électricité grâce à un processus appelé effet photovoltaïque. 

Composition des panneaux solaires

Les panneaux solaires sont composés de plusieurs couches. La couche supérieure est constituée d’une plaque en verre transparente dont le rôle est de protéger les cellules solaires. Ces dernières se trouvent donc juste en dessous de cette couche. Elles sont faites de matériaux semi-conducteurs, notamment le silicium cristallin ou l’arséniure de gallium. C’est grâce à ces cellules qu’une conversion de la lumière du soleil en électricité ait lieu. L’autre couche qui se trouve arrière est tenue de renforcer la structure et joue un rôle protecteur contre l’humidité. 

Les différents types de panneaux 

Il existe différents types de panneaux solaires, chacun ayant ses propres caractéristiques et ses utilisations. 

Les panneaux solaires photovoltaïques

Les panneaux solaires photovoltaïques sont les modèles à privilégier si vous souhaitez bénéficier d’une électricité. Ce panneau est conçu pour convertir directement la lumière du soleil en courant. L’énergie produite peut être utilisée pour alimenter des appareils électriques ou simplement pour être connectée au réseau électrique. La technologie du panneau solaire photovoltaïque, quant à elle, se décline en plusieurs modèles : 

• Les panneaux solaires monocristallins sont obtenus à partir d’une seule cristallisation de silicium pur. Voilà pourquoi ce type de panneau a une apparence uniforme et une couleur sombre. Ces panneaux sont caractérisés par leur rendement élevé. Ils ont une efficacité supérieure dans des conditions de faible luminosité et peuvent être utilisés dans les espaces restreints où l’espace est limité. 
• Les panneaux solaires polycristallins sont fabriqués à partir de plusieurs cristaux de silicium. Ils ont une apparence texturée avec des coins bleutés. Ce type de panneau est plus abordable en termes de coût par rapport à un monocristallin. A ce titre, son efficacité est légèrement inférieure. Les panneaux solaires polycristallins sont surtout adaptés aux installations de grande envergure comme le cas des centrales solaires. 
• Les panneaux solaires à couches minces sont créés à partir du dépôt de fines couches de matériaux semi-conducteurs sur un verre ou un plastique. Ce panneau utilise différents matériaux comme le silicium amorphe, le diséléniure de cuivre-indium-gallium ou le tellurure de cadmin, c’est ce qui lui confère une grande flexibilité de conception. Leur efficacité est inférieure à celle des panneaux cristallins. Cependant, ils ont l’avantage de fonctionner que ce soit à des températures élevées ou dans des conditions de faible luminosité. 
• Les panneaux solaires bifaciaux possèdent deux faces, qui captent toutes les deux la lumière solaire. Ce type de panneau produit de l’électricité à partir de la lumière directe du soleil et de la lumière réfléchie par les surfaces environnantes comme les murs ou encore le sol. Les panneaux bifaciaux sont utilisés dans des installations où la réflexion de la lumière peut augmenter le rendement global.

Les panneaux solaires thermiques

Les panneaux solaires thermiques ou capteurs solaires thermiques convertissent la chaleur du soleil en énergie thermique après l’avoir collectée. Ces panneaux sont utilisés pour chauffer l’eau ou bien pour alimenter des systèmes de chauffage comme les planchers chauffants et les radiateurs. Les panneaux thermiques sont caractérisés par la présence de tubes ou de canalisations contenant un fluide caloporteur. Celui-ci absorbe la chaleur du soleil et la transfère ensuite vers un réservoir d’eau où un système de chauffage. Dans cette catégorie, plusieurs modèles s’offrent également à vous :

• Les capteurs plans sont les plus utilisés. Ils sont constitués d’un absorbeur, notamment une plaque métallique. Lorsque la lumière du soleil est captée par l’absorbeur, elle chauffe le fluide caloporteur qui circule à travers les tubes. Ce fluide chaud peut être utilisé pour le chauffage de l’air ou encore le chauffage de l’eau domestique.
• Les capteurs à tubes sous vide sont constitués de tubes en verre hermétiquement scellés. A l’intérieur de ces tubes, on trouve des absorbeurs métalliques dont le rôle est de capter la chaleur du soleil. Grâce à ces tubes sous vide, les pertes de chaleur seront minimisées, ce qui rend ce modèle de panneau efficace dans les climats froids. 
• Les capteurs à concentration utilisent des réflecteurs ou des miroirs pour concentrer la lumière solaire sur un point focal. Cela génère des températures plus élevées, voilà pourquoi ils sont recommandés pour des applications qui nécessitent de la chaleur à haute température. Ce type de panneaux est le plus souvent utilisé dans des installations de grande échelle. 

Les panneaux hybrides

Les panneaux hybrides combinent à la fois des fonctionnalités photovoltaïques et thermiques dans un seul panneau. Ils peuvent donc produire de l’électricité mais également collecter la chaleur solaire pour les chauffages et l’eau chaude sanitaire. Ce type de panneau est souvent utilisé dans des applications où l’espace est limité alors que vous souhaitez produire à la fois de l’électricité et de chaleur simultanément. Les panneaux solaires hybrides se déclinent également en plusieurs types :

• Les panneaux solaires hybrides à air, qui utilisent la chaleur générée par les cellules photovoltaïques pour chauffer le fluide d’air circulant à l’arrière des panneaux. En refroidissant les cellules photovoltaïques, le transfert de chaleur améliore l’efficacité de ces dernières tout en récupérant la chaleur produite pour des applications de chauffage ou de séchage d’air. 
• Les panneaux solaires hybrides à eau utilisent la chaleur générée par les cellules photovoltaïques pour chauffer l’eau qui circule à l’arrière des panneaux. La chaleur collectée est ensuite utilisée pour le chauffage de l’eau domestique ou encore le chauffage des piscines ou encore utilisée comme source d’énergie pour des systèmes de climatisation ou de chauffage.

Rendement des panneaux solaires

On entend par rendement des panneaux solaires la capacité de ces derniers à convertir la lumière du soleil en électricité. Ce rendement est exprimé en pourcentage pour indiquer la quantité d’énergie solaire que les panneaux solaires peuvent convertir en énergie. Le rendement des panneaux solaires varient en fonction de plusieurs paramètres à savoir le type de panneau solaire, la technologie, les conditions d’ensoleillement et la température. Parmi les modèles disponibles sur le marché, les panneaux solaires monocristallins offrent un rendement plus élevé que les modèles polycristallins, atteignant entre 15% et 20%. Pour les panneaux au silicium amorphe, ce rendement est compris entre 6 et 9%. Quant aux panneaux polycristallins, leur rendement est situé entre 13 et 18%. Il s’agit du panneau le plus couramment utilisé par les particuliers. 

Durée de vie des panneaux solaires

Les panneaux solaires sont conçus pour durer longtemps. Leur durée de vie peut aller de 25 à 30 ans. Comme d’autres équipements, les panneaux solaires vont se dégrader petit à petit au fil du temps. Malgré cela, les panneaux continuent de produire de l’électricité pendant de nombreuses années. Voilà pourquoi certains fabricants offrent des garanties de performance jusqu’à 25 ans. 

Fonctionnement des panneaux solaires

Quelle que soit la technologie utilisée : photovoltaïque, thermique ou hybride, les panneaux solaires fonctionnent sur le principe de l’effet photovoltaïque. Lorsque la lumière du soleil frappe les cellules solaires, les photons dans cette première excitent les électrons qui sont dans les matériaux semi-conducteurs. Cela crée un courant continu qui sera ensuite transformé en courant alternatif grâce à un onduleur. Ce courant peut ensuite être utilisé dans les habitations et les bâtiments pour alimenter différents appareils électriques. 

Les onduleurs

L’onduleur est un composant clé d’une installation solaire. Il est étroitement lié aux panneaux solaires. Il interagit avec des derniers et fonctionne dans le système. Les onduleurs sont installés soit près du tableau électrique à l’intérieur de la maison, soit à proximité des panneaux solaires. Ils sont placés dans un endroit bien ventilé et à l’abri de la chaleur excessive. Ce composant ne doit pas être exposé directement au soleil. 

Fonctionnement 

Dans une installation solaire, l’onduleur joue un rôle crucial dans la conversion du courant continu en courant alternatif. A noter que le courant continu généré par les panneaux ne peut pas être utilisé directement sur la plupart des appareils électriques et sur le réseau électrique. C’est là que l’onduleur entre donc en jeu. Après avoir reçu le courant continu, il le convertit en courant alternatif. Grâce à ce dispositif, le courant continu est transformé en courant alternatif de qualité et de tension adaptée au réseau électrique que l’on peut utiliser pour les appareils domestiques. L’onduleur est donc indispensable, car la majorité des appareils électriques fonctionnent avec du courant alternatif.

En plus de convertir le courant continu en courant alternatif, l’onduleur optimise aussi la puissance du système solaire. Si vous utilisez des micro-onduleurs ou des optimiseurs de puissance, la production d’énergie de chaque panneau est donc optimisée individuellement, ce qui permet d’optimiser les performances globales du système. Certains modèles intègrent des fonctions plus avancées, ce qui leur permet d’assurer une surveillance et un contrôle. Dans ce cas, ces onduleurs fournissent des données en temps réel la tension, la production d’énergie solaire et le courant. En général, ces onduleurs sont aussi équipés de dispositifs de protection qui assure le bon fonctionnement du système. Ce système de protection inclut des mécanismes contre les surtensions, les variations de tension, les courts-circuits et d’autres problèmes électriques.

Les différents types d’onduleurs solaires

Il existe plusieurs types d’onduleurs solaires. Le choix doit se faire en fonction des spécificités de l’installation solaire, c’est-à-dire la taille du système, la présence d’ombrage, l’orientation des panneaux solaires et les performances souhaitées. Pour déterminer le type d’onduleur qui vous convient le mieux, il est recommandé de consulter un installateur professionnel comme l’équipe de Devis Panneau Solaire Suisse. On distingue 4 types d’onduleurs solaires. 

• L’onduleur centralisé est le plus courant. C’est le modèle à choisir pour les panneaux solaires connectés en série pour former des chaînes de modules. Il est installé à un emplacement centralisé. En plus de son aspect économique, il est aussi relativement simple à installer. Seul bémol est que la performance de l’ensemble du système peut être affectée si l’une des chaînes des panneaux rencontre un problème ou est ombragée. 
• L’onduleur à micro-onduleurs : les micro-onduleurs sont des onduleurs individuels installés sur chaque panneau solaire de l’installation. Dans ce système, chaque panneau est équipé d’un micro-onduleur qui convertit directement le courant continu du panneau en courant alternatif. Ce type d’onduleur a l’avantage de permettre une optimisation individuelle de chaque panneau, ce qui améliore la performance globale du système. Les micro-onduleurs sont recommandés dans le cas des installations où les panneaux peuvent être ombragés ou placés dans des orientations différentes. Par-dessus tout, les micro-onduleurs ont la capacité de surveiller de manière individuelle les performances des panneaux solaires. 
• L’onduleur optimiseur de puissance : Appelé aussi optimiseurs de puissance, l’onduleur optimiseur de puissance est un peu similaire aux micro-onduleurs étant donné qu’ils sont installés sur chaque panneau. Contrairement aux micro-onduleurs, les optimiseurs de puissance ne convertissent pas directement le courant continu en courant alternatif. Ils optimisent la puissance de chaque panneau solaire avant de l’envoyer à un onduleur centralisé. Ce type d’onduleur a l’avantage de maximiser la production d’énergie de chaque panneau même en cas d’ombrage ou de problèmes. Il offre en outre une surveillance individuelle des performances des panneaux solaires. 
• L’onduleur sans transformateur a pour rôle de réduire les pertes d’énergie dues à la présence d’un transformateur dans l’onduleur. Grâce à des composants électroniques avancés qu’il intègre, la conversion du courant continu en courant alternatif est de plus en plus efficace. Bien que les onduleurs sans transformateur soient plus compacts et plus légers, ils offrent plus d’efficacité que les onduleurs traditionnels dotés de transformateur. 

Le système de montage

Le système de montage est très important, car pour être efficace, les panneaux solaires doivent être montés de manière sécurisée sur une structure solide. Les panneaux peuvent être installés sur le toit d’un bâtiment ou sur une structure au sol. Les systèmes de montage visent à fixer les panneaux de manière sûre et efficace. Ils sont généralement composés de matériaux métalliques très résistants, susceptibles de supporter l’action de différents agents météorologiques. Les systèmes de montage varient en fonction de la structure. 

Montage sur toiture

Pour le montage sur toiture, il existe deux méthodes. La première consiste à un montage en surimposition. Dans ce cas, les panneaux solaires sont montés sur des structures métalliques spéciales qui sont fixées directement sur la toiture. Ces structures peuvent être inclinées de sorte à optimiser l’angle d’incidence des rayons solaires. Il y a aussi le montage en intégration au toit, c’est-à-dire que les panneaux sont intégrés directement dans la structure du toit. A cette image, les panneaux remplacent les matériaux de couverture traditionnels. Ils sont donc fixés de manière étanche et esthétiquement intégrés à la toiture. Ils ne font plus qu’un avec cette dernière. 

Montage au sol

Dans le cadre d’un montage au sol, soit on opte pour un montage sur châssis, soit pour le tracker solaire. Dans ce premier cas, les panneaux sont montés sur des châssis métalliques qui sont ancrés au sol. Vous pouvez choisir entre des châssis fixes ou réglables. Ces derniers modèles peuvent être réglés en inclinaison pour maximiser l’exposition au soleil. Dans le cas du tracker solaire, les panneaux sont montés sur des structures de suivi solaire qui permettent aux panneaux de suivre automatiquement le trajectoire du soleil tout au long de la journée. 

Montage sur structure spécifique

Dans cette catégorie, deux types de montages peuvent être envisagés. Le montage en ombrière vise à utiliser les panneaux solaires afin de créer une structure de stationnement couverte. L’idée est de pouvoir fournir de l’ombre aux véhicules tout en produisant de l’énergie solaire. Quant au montage sur structure autonome, les panneaux sont dans ce cas montés sur des structures indépendantes comme des mâts ou des poteaux pour fournir de l’énergie dans des endroits isolés ou éloignés du réseau électrique. 

Le compteur bidirectionnel

Le compteur bidirectionnel est un composant indispensable dans le cas d’une installation solaire connectée au réseau électrique. Cet élément est utilisé pour mesurer la qualité d’électricité produite et injectée dans le réseau, mais également la quantité d’électricité consommée provenant du réseau. Grâce à ce compteur, vous pouvez suivre l’équilibre entre l’énergie produite et consommée, mais également mesurer l’éventuel excédent d’électricité que vous pouvez vendre au fournisseur d’électricité. 

Le système de stockage d’énergie 

Le système de stockage d’énergie est optionnel, mais il est cependant recommandé afin de stocker l’excédent d’électricité produite pendant les périodes ensoleillées que l’on peut utiliser ultérieurement lorsque le soleil est absent. La batterie est le système de stockage d’énergie solaire le plus utilisé. Ces batteries sont chargées pendant la journée pendant que les panneaux produisent de l’électricité. Cette énergie stockée peut ensuite être utilisée ultérieurement, notamment la nuit ou pendant les périodes de faible ensoleillement. Les batteries les plus utilisées dans les installations solaires adoptent la technologie lithium-ion. Ces modèles offrent une bonne efficacité de charge et de décharge ainsi qu’une longue durée de vie et une capacité de stockage significative. 

Il y a aussi les systèmes de stockage thermique qui sont destinés pour les installations solaires thermiques. Ils utilisent des matériaux à changement de phase pour stocker la chaleur sous forme de chaleur latente ou bien des réservoirs d’eau chaude pour le stockage de la chaleur sensible. La chaleur stockée peut être utilisée ultérieurement, soit pour le chauffage de l’eau ou le chauffage des bâtiments. 

Les systèmes de stockage par pompage sont le modèle utilisé pour pomper l’eau d’un réservoir inférieur vers un réservoir supérieur pendant les périodes ensoleillées. Lorsque l’énergie solaire n’est pas disponible, l’eau stockée dans ce dernier va donc être relâchée pour générer de l’électricité ou actionner une turbine. Ce type de système de stockage est utilisé dans les grandes installations hydroélectriques, mais cela n’empêche pas de l’utiliser dans le cadre des installations de petite échelle. 

Le câblage et les protections 

Pour relier ces différents composants, il faut un câblage adéquat pour pouvoir assurer une transmission efficace de l’électricité produite. Il s’agit donc d’un aspect important pour favoriser une connexion sûre et efficace des différents composants du système solaire. 

• Le câblage des panneaux solaires est monté en série ou en parallèle pour former des chaînes ou des tableaux. Les câbles des panneaux doivent être certifiés pour une utilisation en extérieur afin de relier les panneaux les uns aux autres et les raccorder à l’onduleur et au système de stockage. 
• Le câblage de l’onduleur a pour rôle de connecter les bornes de sortie de l’onduleur au tableau de distribution électrique ou au système de stockage. 
• Le câblage du système de stockage connecte les bornes du système de stockage à l’onduleur ou au tableau de distribution. Il permet de charger et de décharger l’énergie stockée. 
• Le câblage du tableau de distribution permet la distribution de l’électricité aux différents circuits et appareils électriques. Il connecte les bornes de l’onduleur ou du système de stockage au tableau de distribution. Il a également pour rôle de relier les différents circuits et disjoncteurs du tableau de distribution. 

Le câblage solaire doit être installé selon les codes et les normes électriques locaux pour garantir une sécurité optimale. D’un côté, il faut utiliser des câbles appropriés pour une utilisation en extérieur. D’un autre côté, le système de protection et de sécurité doit comprendre des dispositifs de protection contre les surintensités et les court-circuits. Pour cela, vous pouvez utiliser des fusibles, des parafoudres ou des disjoncteurs. Le respect des distances de sécurité appropriées est aussi primordial. 

Devis Panneau Solaire Suisse, votre partenaire en installation de panneaux solaires

Devis Panneau Solaire Suisse met à votre service une équipe d’installateurs qualifiés et expérimentés. Nos techniciens sont spécialisés en énergies renouvelables. Nous sommes formés pour pouvoir intervenir dans la pose et la maintenance de tous les types de panneaux solaires, qu’il s’agisse de panneaux thermiques, de panneaux photovoltaïques ou de panneaux hybrides. Nos installateurs certifiés présents dans toute la Suisse sont sélectionnés avec soin. Ils répondent à toutes les normes et possèdent les certifications relatives aux poses de projets photovoltaïques comme QualiPV, QUALIFELEC ou encore AQPV. Votre installation et notre intervention sont donc couvertes par la garantie décennale. 

Que vous souhaitez une installation sur toiture, au sol ou sur une structure spécifique, notre entreprise s’adapte à votre projet et à vos attentes. Nous mettons en œuvre notre savoir-faire et notre expertise afin de maximiser votre production énergétique et d’assurer une meilleure rentabilité. Pour chaque installation solaire, nous vous aidons à définir votre projet. Nous entretenons avec vous afin de déterminer vos besoins, vos attentes et les différentes contraintes. Cela nous permet de vous conseiller dans le choix du type de panneau, de la taille, de la puissance et des composants de l’installation solaire. Cela nous permet en outre de déterminer l’emplacement et le type de structure. 

 Si vous souhaitez faire appel à notre entreprise ou nous confier votre projet solaire, faites-nous le savoir par email à l’adresse contact@devis-panneau-solaire.ch. Vous pouvez également nous contacter par téléphone au 07 82 59 70 01 pour toute demande de devis, d’informations supplémentaires ou de conseils. Notre équipe vous accueille dans notre local sis au 7 place du rondeau 1227 Carouge, Suisse au cas où vous souhaitez vous entretenir avec nous. Nous vous invitons aussi à faire un tour sur notre site internet www.devis-panneau-solaire.ch pour en savoir plus sur notre entreprise, nos différentes prestations de services et nos réalisations précédentes.