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Panneaux Photovoltaïques
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Principe de fonctionnement de la production photovoltaïque en injection réseau :

L'installation photovoltaïque prévue pour un raccordement réseau se compose des éléments suivants :

  • Un champ de panneaux,
  • Une structure pour le recevoir, (sauf dans le cas de tuiles solaires sur un toit),
  • Un onduleur,
  • Des boîtiers de protection en amont et en aval de l'onduleur.

Les panneaux solaires produisent de l'électricité en courant continu. Pour pouvoir être injectée sur le réseau, cette électricité doit être transformée en courant alternatif. Cette fonction est assurée par l'onduleur : il convertit le courant continu des modules en courant alternatif correspondant parfaitement au courant du réseau. Les boîtiers placés de part et d'autre de l'onduleur assurent la protection de l'installation : le coffret DC côté courant continu, le boîtier AC côté courant alternatif.

L'onduleur est  une micro-centrale de production. Il vérifie que le réseau est aux normes ( en France 50 Hz +- 0.2 Hz, et 230 V +- 10%) et injecte dès que c'est le cas. Il aligne alors son courant sur le courant du réseau (la tension du courant alternatif varie en suivant une courbe sinusoïdale, l'onduleur aligne la courbe de son courant sur cette courbe), et il augmente la tension de production jusqu'à ce que la totalité de ce qu'il produit s'écoule dans le réseau. A noter : en injection réseau classique si le courant du réseau est coupé, l'onduleur ne produit pas. On verra plus bas les alternatives.

Pour une information générale, des exemples, même s'ils datent un peu - annotation 01-2021 : et même beaucoup - (2007 :  pour le photovoltaïque injection réseau en France, 6 ans, c'est énorme ! en particulier tout l'aspect chiffrage est à oublier complètement : il date de 2007 et à cette époque, les prix des matériels et les  tarifs étaient vraiment différents d'aujourd'hui), je vous propose en première approche le manuel PERSEUS , réalisé par l'Espace info Energie de Lyon : Rhônalpénergie-Environnement, en collaboration avec l'Espace info Energie de Villeurbanne HESPUL.

Deux types de systèmes injection réseau :

Les installations simples : le courant produit est injecté sur le réseau (en totalité ou en partie après que vous ayez prélevé votre consommation instantanée, voir ci-dessous, options de raccordement). On parle donc de revente totale ou de revente partielle dans les contrats qui sont proposés aux particliers.

Annotations 01-2021 : le texte d'origine date d'Octobre 2010. Depuis les modalités et la terminologie ont changé :

Pour l'injection partielle, on parle d'Autoconsommation. Cette solution est très en vogue, même si actuellement, d'après les calculs d IPV, la revente totale reste la plus rentable. Elle est aussi celle qui correspond le mieux à l'aspiration individuelle d'autonomie en permettant d'éviter l'investissement dans des batteries. Tant que la production photovoltaïque n'est pas surabondante, c'est la solution idéale d'un point de vue gestion d'énergie. Voyez notre page sur le sujet.

Les installations sécurisées : dans ce cas, vous disposez d'un parc de batterie qui sécurise l'installation en cas de coupures et micro-coupures du réseau. Ceci est particulièrement utile dans certaines régions si les coupures sont fréquentes, cela permet d'éviter les mises en sécurité de chaudières ou poêles, et remplace donc l'onduleur qui pourrait être placé en tête. Sauf cas particulier, je ne suis pas un grand fan : les batteries même de qualité, finiront par s'user, donc être mise en déchet, pour une utilisation souvent faible. électricité est transformée en courant alternatif. Souvent, un petit groupe électrogène coutera moins cher et permettra d'alimenter les circulateurs de chauffage et la chaudière, le réfrigérateur congélateur et l'éclairage durant la panne.

Annotations 01-2021 : Là encore, la terminologie a changée, elle est cette fois accompagnée de nouveaux équipements : on parle d'onduleurs hybrides, avec ou sans ré-injection réseau en cas de surplus, donc en autoconsommation dans les deux cas.

Deux options de raccordement :

L'électricité produite à partir de l'installation raccordée réseau peut être de deux types :

- soit, ce qui est le plus fréquent, la revente totale de l'énergie au travers d'un contrat d'achat sur 20 ans,

- soit, plus rare car moins rentable, la revente partielle de l'énergie après avoir puisé de manière instantanée l'électricité produite.

Annotation 01-2021 : aujourd'hui, les tarifs de rachat ayant fortement diminué, ainsi que les tarifs des installation, la revente partielle est beaucoup moins rare : elle est prépondérante.

 

Vente de la totalité de l'électricité produite :

Aujourd'hui (en Octobre 2010...) les aides mises en place pour le développement de la filière, en particulier l'obligation d'achat de l'électricité produite par EDF ou les Entreprises Locales de Distribution, rendent la vente totale de l'électricité produite plus rentable.

annotation 01-2021 : La revente totale est toujours la solution la plus rentable aujourd'hui, pourtant depuis 2019, l'accent est mis par les vendeurs sur les solutions d'autoconsommation avec batteries : ces produits à la mode sont plus chers à l'installation et à l'usage. De plus généralement la sécurisation liée au batterie n'est pas utile, le réseau étant stable la plupart du temps.

Le principe de fonctionnement de ce type de raccordement est schématisé ci-dessous :

Si comme sur l'illustration, l'installation est placée sur un bâtiment consommateur d'électricité, la consommation est calculée par le compteur existant comme dans tous les bâtiments raccordés au réseau. Un autre compteur permet de comptabiliser l'électricité produite et vendue dans son intégralité au tarif règlementé.Si comme sur l'illustration, l'installation est placée sur un bâtiment consommateur d'électricité, la consommation est calculée par le compteur existant comme dans tous les bâtiments raccordés au réseau. Un autre compteur permet de comptabiliser l'électricité produite et vendue dans son intégralité au tarif réglementé.

Consommation de l'électricité produite et vente du surplus, l'autoconsommation :

Lorsque l'installation est placée sur un bâtiment consommateur d'électricité, il est possible d'opter pour la vente du surplus d'électricité produite. Il s'agit en fait de consommer l'électricité produite au sein même du bâtiment producteur quand celui-ci en a besoin (autoconsommation) et de vendre ce qui n'est pas consommé.

Le principe de fonctionnement de ce type de raccordement est schématisé ci-dessous ( avec Linky, il n'y a plus besoin du compteur de production, Linky vous piste, il sait tout...):

 

Dans les deux configurations, lorsque des appareils sont en fonctionnement dans le bâtiment producteur, c'est l'électricité produite sur place qui sera consommée. L'électricité empreinte le chemin le plus court et bénéficie donc à l'utilisateur le plus proche. Le photovoltaïque permet ainsi une production décentralisée de l'électricité, c'est à dire au plus proche du consommateur. Elle soulage en journée les réseau de distribution, généralement pas la nuit, sauf dans les cas des installations sécurisées.

L'autoconsommation avec batteries :

Cette solution est souvent évoquée dans le cas où l'alimentation électrique est défaillante : c'est en effet très gênant si l'on a une chaudière qui se met en défaut et ne redémarre donc pas suite à une coupure ou une micro-coupure. Dans ce cas, on pense naturellement à sécuriser le fonctionnement de l'équipement par batteries et panneaux solaires. Cette approche présente le défaut que lorsque la batterie est chargée, le panneau solaire devient inutile. Sauf si l'ensemble de l'habitation est raccordée et peut être alimentée par ce système photovoltaïque.

Du coup, cette solution a été travaillée et est aujourd'hui proposée largement.

Néanmoins, quand l'installation est correctement dimensionnée, le coût des batteries devrait freiner les ardeurs. Autre manière de dire la chose : les batteries sont souvent sous dimensionnées pour réduire le coût et les panneaux -aujourd'hui peu onéreux- sur-dimensionnés pour vendre plus cher. Voyez nos conseils sur les pages dédiées à l'auto-consommation.