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Photovoltaïque – de l’électricité à partir de l’énergie solaire

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Une installation photovoltaïque permet de transformer la lumière du soleil en énergie électrique. L’effet photoélectrique, découvert dès le 19e siècle, n’a pu être expliqué physiquement et exploité en conséquence qu’au cours du 20e siècle. Le premier domaine d’application a été l’aérospatiale. Aujourd’hui, cette technique se retrouve sur le toit de nombreuses maisons et fournit aux habitants de l’électricité issue de l’énergie solaire gratuite. Cependant, le photovoltaïque permet également de réduire les coûts énergétiques des utilisateurs commerciaux et municipaux, tout en contribuant à la protection du climat. 

Comment fonctionne le photovoltaïque ?

Le fonctionnement du photovoltaïque repose sur les cellules solaires. Ceux-ci convertissent l’énergie de rayonnement en énergie électrique. Ils peuvent être reliés en modules et installés sur les toits, les façades et les surfaces libres. En principe, la production d’électricité peut être divisée en deux étapes :

  1. Production d’énergie : Lorsque la lumière atteint les modules photovoltaïques (PV), des électrons sont libérés dans les cellules solaires. Les porteurs de charge positifs ou négatifs s’accumulent au niveau des contacts électriques, ce qui crée une tension continue entre l’avant et l’arrière de la cellule. Cet effet photoélectrique ne nécessite aucune réaction mécanique ou chimique et ne s’use donc pas et ne nécessite aucun entretien.
  2. Conversion de courant : Le courant continu produit par le générateur solaire est ensuite converti en courant alternatif conforme au réseau (230 ou 400 volts de tension alternative à 50 Hz) par l’onduleur (souvent appelé onduleur solaire ou appareil d’injection dans le réseau [EIR]). Des normes de sécurité testées et une technologie de processeur sophistiquée ainsi qu’une électronique de puissance de dernière génération garantissent une conversion efficace de l’électricité solaire. Le courant alternatif produit peut ensuite être utilisé chez soi ou injecté dans le réseau public.

L’efficacité du fonctionnement du photovoltaïque dépend du procédé de fabrication des cellules solaires. On peut distinguer les cellules Viessmann Vitovolt 300 monocristallines et polycristallines. Le tableau suivant montre ce qui les différencie.

 

Type de la cellule solaire Description Niveau d’efficacité

Cellules monocristallines

Cellules performantes en monocristaux purs

14 à plus de 19 pour cent

Cellules polycristallines

Fabrication à partir de blocs de silicium coulés avec des cristaux d’orientation différente

12 à plus de 17 pour cent

Dans les modules photovoltaïques monocristallins Vitovolt 300, des cellules solaires monocristallines particulièrement sombres se trouvent sous une plaque de verre spécial pauvre en fer et très transparente. Avec un cadre noir anodisé et un film Tedlar noir sous les cellules, on obtient des modules qui promettent des valeurs de performance maximales grâce à leur grande stabilité et à leur design moderne. En contrepartie, nous offrons une garantie produit étendue de 10 ans et une garantie de performance allant jusqu’à 25 ans sur au moins 80% de la puissance nominale. Les cellules solaires monocristallines et polycristallines de Viessmann conviennent à une utilisation dans les maisons d’habitation, les communes et les entreprises. 

Profitez des avantages des installations photovoltaïques Viessmann

Dans un contexte d’augmentation constante des coûts énergétiques, une installation photovoltaïque contribue à économiser de l’argent et à réduire en outre la dépendance vis-à-vis des fournisseurs d’énergie. L’électricité autoproduite peut être utilisée pour les besoins personnels ou injectée dans le réseau public. Dans tous les cas, cela entraîne une augmentation de la valeur du bien immobilier.

En installant des modules PV, l’exploitant signale qu’il agit de manière responsable pour l’environnement et contribue activement à la protection du climat en évitant les émissions de CO₂. Une surface photovoltaïque de 8,5 mètres carrés suffit déjà à couvrir la consommation moyenne d’électricité d’un citoyen.

L’exigence de qualité élevée des modules photovoltaïques garantit la rentabilité et la durabilité. Des prestations de service globales complètent l’offre photovoltaïque : de la planification et de la conception au service après-vente en passant par la livraison par des partenaires Viessmann compétents.

La technique photovoltaïque Viessmann vous propose des composants parfaitement adaptés les uns aux autres, composés de modules PV, d’onduleurs et de systèmes de montage, ainsi que des pompes à chaleur afin d’augmenter l’autoconsommation d’électricité.

Rémunération de l’injection d'électricité et l'autoconsommation d’électricité

Deux possibilités s’offrent actuellement aux propriétaires d’installations photovoltaïques pour valoriser l’électricité produite : L’électricité peut être partiellement ou totalement utilisée par l’utilisateur et/ou injectée dans le réseau. C’est surtout l’option d’autoconsommation qui est intéressante. 

Assurer une autoconsommation efficace

L’électricité solaire produite par le photovoltaïque étant moins chère que l’électricité achetée sur le réseau, l’autoconsommation présente des avantages financiers. Un concept d’installation optimal, associé à des composants parfaitement adaptés, garantit une consommation propre élevée.

[1] Installation photovoltaïque [2] Onduleur photovoltaïque [3] Compteur photovoltaïque [4] Consommateur [5] Compteur de mesure pompe à chaleur [6] Pompe à chaleur [7] Compteur de prélèvement et d’injection [8] Réseau électrique public

Solution complète : Combiner une installation photovoltaïque avec une pompe à chaleur

Le moyen le plus efficace de produire de la chaleur électrique est la pompe à chaleur. Un kilowattheure d’électricité est ainsi transformé en quatre kilowattheures de chaleur en utilisant la chaleur gratuite de l’environnement. Si les besoins énergétiques pour le chauffage des pièces et de l’eau potable sont couverts à l’aide d’une pompe à chaleur, l’électricité solaire bon marché permet un approvisionnement en chaleur bon marché. Ceux qui souhaitent combiner le photovoltaïque avec une pompe à chaleur devraient opter pour un chauffage écologique optimisant la consommation propre et adaptant son fonctionnement à la production de l’installation photovoltaïque. Viessmann a développé pour cette application un système adapté d’installation photovoltaïque et de pompe à chaleur.

En termes de bilan annuel, ce système permet d’obtenir un degré d’autosuffisance élevé pour une maison KfW40. Dans l’exemple présenté, les coûts énergétiques pour l’électricité et la chaleur ne s’élèvent qu’à 86 euros – en un an !

[1] Modules photovoltaïques
[2] Capteurs solaires
[3] Pompe à chaleur air/eau split
[4] Unité extérieure de la pompe à chaleur
[5] Appareil de ventilation d’appartement
[6] Système de stockage d’électricité

Une planification correcte est importante pour un fonctionnement économique

Pour que la technique fonctionne de manière économique et fiable, il faut tenir compte de certains points. Ainsi, outre une qualité élevée des produits et de l’exécution, une bonne planification est essentielle. Toute personne souhaitant acheter une installation photovoltaïque devrait donc d’abord vérifier avec une entreprise spécialisée si les conditions sont remplies. 

La matrice montre à titre d’exemple le package approprié pour la surface de toit disponible. Au point d’intersection de la hauteur et de la largeur du toit, on obtient le package approprié. (visible)

Orientation, inclinaison et ombrage des surfaces de toit

Les toits orientés au sud et sans ombrage sont optimaux pour le photovoltaïque. Avec une inclinaison de 30 à 40 degrés, les rayons du soleil atteignent les modules solaires Vitovolt de manière idéale, de sorte que les cellules produisent beaucoup d’électricité. Si l’inclinaison est favorable, mais que l’orientation est décalée vers l’est ou l’ouest, le rendement est en moyenne inférieur de 10 à 20 %. Pour compenser les pertes, il faut acheter une installation photovoltaïque plus grande. La matrice de surface Viessmann montre quelle puissance est possible sur son propre toit. Les personnes intéressées indiquent la largeur et la hauteur de la surface du toit et obtiennent rapidement une indication sur le nombre de modules pouvant être installés.

Vérifier la capacité de charge du toit

Avec les modules solaires, le poids sur le toit est important. Un ingénieur en statique détermine rapidement si celui-ci peut supporter la technique. 

 

Petite FAQ sur le photovoltaïque

Quelle forme de toit est adaptée à l’exploitation d’une installation photovoltaïque et un nettoyage régulier est-il nécessaire ? Nous répondons à ces questions et à d’autres dans la suite de cet article.

Viessmann Les modules photovoltaïques peuvent être montés de manière sûre et rapide aussi bien sur des toits en pente (entre 10 et 60 degrés d’inclinaison) que sur des toits plats. L’important est que le toit en question puisse supporter le poids des modules en toute sécurité, même dans des conditions défavorables.

Dans la pratique, les besoins énergétiques totaux d’une maison peuvent être couverts à environ 30% par le photovoltaïque. Il est également judicieux d’utiliser une voiture ou un vélo électrique.

Les modules solaires modernes sont presque autonettoyants en raison de leur inclinaison et de leur surface très lisse. À cela s’ajoutent le vent et la pluie, qui éliminent en grande partie la poussière. En cas de neige ou de salissures plus importantes dues, par exemple, à la chute de branches, un nettoyage s’impose néanmoins. Pour ces travaux, il est préférable de faire appel à une entreprise spécialisée, car la hauteur de travail représente un certain risque. Il existe également un risque d'annulation de la garantie en raison d'un nettoyage incorrect.