En simplifiant à peine, une installation photovoltaïque standard se compose principalement des éléments suivants :
1. Panneaux solaires (ou modules photovoltaïques)
Les panneaux solaires, également appelés modules photovoltaïques, constituent la partie la plus visible et emblématique d'un système solaire. Leur rôle essentiel est de convertir la lumière du soleil en électricité, grâce au phénomène physique connu sous le nom d'effet photovoltaïque.
Chaque panneau est constitué de cellules photovoltaïques reliées entre elles. Ces cellules, généralement fabriquées à partir de silicium monocristallin ou polycristallin, transforment l'énergie lumineuse en courant continu (DC) dès qu'elles sont exposées au rayonnement solaire.
Deux grandes technologies de panneaux :
- Les panneaux monocristallins : plus performants, au design noir élégant, parfaits pour les espaces restreints.
- Les panneaux polycristallins : plus économiques, avec un aspect bleuté, adaptés aux grandes surfaces.
La puissance nominale d'un panneau (exprimée en watts crête - Wc) détermine sa capacité de production maximale dans des conditions optimales. Le choix du type et du nombre de panneaux dépend donc de votre surface disponible, de vos objectifs énergétiques (autoconsommation totale, revente partielle ou totale) et de votre budget.
2. Onduleurs et optimiseurs / micro-onduleurs
L’onduleur solaire est souvent désigné comme le cerveau de l’installation photovoltaïque. Il joue un rôle fondamental : convertir le courant continu (DC) généré par les panneaux solaires en courant alternatif (AC), compatible avec vos appareils domestiques et le réseau public.
Les différents types d'onduleurs :
Onduleur centralisé
C'est le modèle classique : un seul appareil central gère la production de tous les panneaux connectés en série (string). Il offre une gestion simple et un coût initial réduit, mais présente une limite majeure : la performance globale dépend du panneau le moins performant (ombrage, salissure...).
Micro-onduleurs
Ces petits onduleurs sont installés directement derrière chaque panneau. Chaque module devient ainsi indépendant, ce qui optimise le rendement global, même en cas d’ombrage partiel ou de différences d’orientation.
Avantages clés :
- Meilleure tolérance à l’ombrage.
- Suivi de production panneau par panneau.
- Sécurité accrue (conversion DC/AC immédiate).
Optimiseurs de puissance
Ils s’installent derrière chaque panneau comme les micro-onduleurs, mais au lieu de convertir le courant, ils maximisent la production individuelle et envoient le courant continu optimisé vers un onduleur central.
Atout : combinaison du contrôle individuel des panneaux avec la simplicité d'un onduleur central.
3. Câbles et connecteurs
Les câbles solaires et connecteurs photovoltaïques assurent la transmission sécurisée et efficace du courant continu (DC) produit par vos panneaux solaires jusqu'à l'onduleur, puis vers votre tableau électrique ou le réseau public.
- Les câbles solaires sont spécialement conçus pour résister aux conditions extérieures extrêmes : rayons UV, températures élevées, humidité et contraintes mécaniques. Ils doivent être correctement dimensionnés en section (ex : 4 mm², 6 mm²) selon la puissance totale de votre installation, la longueur du parcours et l'intensité du courant, afin de limiter les pertes électriques (chutes de tension) et garantir un rendement optimal.
- Les connecteurs solaires, comme les célèbres connecteurs MC4, permettent une connexion rapide, étanche (IP67) et fiable entre les différents modules, les rallonges et l'onduleur. Leur qualité d'assemblage est cruciale pour éviter les échauffements ou arcs électriques, sources de pertes de rendement, voire de risques d'incendie.
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Astuce d'installation : privilégiez un câblage soigné avec des fixations adaptées (colliers, passe-câbles) pour limiter l’usure mécanique et assurer une performance durable sur plusieurs décennies.
4. Compteur bidirectionnel (pour les installations connectées au réseau)
Le compteur bidirectionnel est un élément indispensable pour les installations photovoltaïques connectées au réseau public. Contrairement à un compteur classique, il est capable de mesurer à la fois :
- L’électricité injectée sur le réseau par votre installation (excédent de production).
- L’électricité prélevée sur le réseau pour couvrir vos besoins lorsque vos panneaux ne produisent pas suffisamment.
Cette double comptabilisation permet une facturation précise dans le cadre de l’autoconsommation avec vente du surplus : vous payez uniquement l’énergie que vous consommez réellement depuis le réseau, et vous êtes rémunéré pour l’énergie injectée.
Pourquoi est-il essentiel ?
- Indispensable pour bénéficier des tarifs d’achat réglementés (Obligation d’Achat).
- Permet un suivi détaillé de votre production et de votre consommation via les relevés ou l’application associée.
- Favorise une gestion plus intelligente de votre autoconsommation.
À noter : dans la plupart des cas, la pose du compteur bidirectionnel est effectuée par votre gestionnaire de réseau (ex : Enedis en France), souvent lors du raccordement officiel.
5. Système de surveillance et de gestion
Bien que non-indispensable, les installations modernes incluent un système de surveillance qui permet de suivre la production d'énergie, de détecter d'éventuels problèmes, et de gérer de manière optimale la consommation d'énergie.
6. Dispositifs de protection électrique
Nous vous parlons en dernier de ces composants, mais ils sont au cœur de toutes les installations, qu’elles soient petites et locales ou industrielles. Ces protections sont conçues pour prévenir les risques d'incendie, les dommages aux équipements, et garantir la sécurité des personnes lors de l'utilisation et de la maintenance du système.
Nous vous détaillons ci-dessous les éléments de protection électrique, leur placement entre les composants de l'installation et les éléments nécessaires aux interventions de maintenance :
Les disjoncteurs et fusibles
- Rôle : ils protègent contre les surintensités qui peuvent être causées par un court-circuit ou une surcharge. Ils interrompent automatiquement le circuit en cas de problème, protégeant ainsi le câblage et les équipements.
- Placement : entre les panneaux solaires et l'onduleur (pour protéger le câblage des panneaux et l'entrée DC de l'onduleur) et entre l'onduleur et le réseau électrique / le tableau de distribution (pour protéger le circuit AC contre les surintensités.)
Les parafoudres
- Rôle : ils protègent contre les surtensions transitoires, souvent causées par la foudre, pouvant endommager les équipements électriques.
- Placement : à l'entrée AC du bâtiment (pour protéger l'installation électrique du bâtiment) et près de l'onduleur (côté DC et AC pour protéger à la fois les circuits DC venant des panneaux solaires et le circuit AC connecté au réseau).
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Les interrupteurs sectionneurs DC (sectionneurs DC)
- Rôle : ils permettent d'isoler électriquement les panneaux solaires de l'onduleur pour des interventions sécurisées. Ils sont utiles lors de la maintenance ou en cas d'urgence.
- Placement : près des panneaux solaires (permet de couper le circuit DC en amont de l'onduleur).
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Les interrupteurs différentiels
- Rôle : ils détectent les différences de courant pouvant indiquer une fuite électrique (courant de défaut à la terre) et coupent automatiquement le circuit pour prévenir les risques d'électrocution.
- Placement : sur le circuit AC, après l'onduleur, avant la connexion au tableau électrique du bâtiment, pour protéger les personnes contre les défauts d'isolement.
