Installation photovoltaïque
Ce dossier présente le fonctionnement d’une installation photovoltaïque résidentielle, les principaux matériels utilisés, les règles de raccordement et un exemple simple de dimensionnement.
🏗️ Mise en situation
Vous travaillez dans une entreprise spécialisée en énergies renouvelables. Votre équipe doit préparer puis raccorder une installation photovoltaïque sur une maison individuelle.
- Analyser le chantier
- Identifier les équipements
- Comprendre le principe de production
- Préparer le raccordement au réseau
- Vérifier la mise en service
📋 1. Données du chantier
| Type de bâtiment | Maison individuelle |
|---|---|
| Lieu | Toulouse |
| Orientation toiture | Sud |
| Inclinaison | 30° |
| Consommation annuelle estimée | 4 500 kWh/an |
| Mode de fonctionnement retenu | Autoconsommation avec injection du surplus |
À retenir
Une installation photovoltaïque produit d’autant mieux que la toiture est bien orientée, correctement inclinée et peu ombragée.
☀️ 2. Principe du photovoltaïque
Le photovoltaïque permet de transformer le rayonnement solaire en énergie électrique. Cette conversion est réalisée par une cellule photovoltaïque.
Une cellule produit une faible tension continue, de l’ordre de 0,5 V. Pour obtenir une tension exploitable, plusieurs cellules sont associées entre elles pour former un panneau.
- La cellule produit du courant continu (DC)
- Plus l’ensoleillement augmente, plus la production augmente
- Le panneau est un assemblage de cellules
🔍 3. Les types de panneaux photovoltaïques
Dans une installation résidentielle, on rencontre principalement deux grandes familles de panneaux :
Monocristallin
Ce type de panneau est souvent choisi lorsque l’on recherche un meilleur rendement, notamment si la surface disponible en toiture est limitée.
Polycristallin
Il présente généralement un bon compromis entre coût et performance.
🧩 4. Les éléments principaux de l’installation
Panneaux photovoltaïques
Ils convertissent l’énergie solaire en courant continu.
Onduleur
Il transforme le courant continu produit par les panneaux en courant alternatif compatible avec l’installation électrique du bâtiment.
Protections AC / DC
Elles assurent la sécurité de l’installation contre les défauts électriques et permettent l’isolement des circuits.
Connecteurs MC4
Ils sont couramment utilisés pour le raccordement des panneaux photovoltaïques.
📐 5. Exemple de dimensionnement
On souhaite couvrir une consommation d’environ 4 500 kWh/an.
Pour une zone bien exposée comme Toulouse, on peut prendre comme hypothèse : 1 kWc ≈ 1 200 kWh/an.
Puissance nécessaire : 4500 / 1200 ≈ 3,75 kWc
Choix retenu : 10 panneaux de 400 Wc
Puissance totale installée : 10 × 400 = 4 000 Wc = 4 kWc
Cette valeur permet de se rapprocher du besoin annuel, même si la production réelle dépendra de la météo, de l’orientation, de l’ombrage et de la température.
🔌 6. Schéma général de raccordement
Côté panneaux
Les panneaux produisent du courant continu. Ce courant est acheminé vers l’onduleur.
Côté installation
Après conversion par l’onduleur, l’énergie est injectée dans l’installation électrique de la maison sous forme de courant alternatif.
🏠 7. Autoconsommation et injection du surplus
Dans une installation en autoconsommation, l’énergie produite est d’abord utilisée par les appareils du logement.
Si la production dépasse la consommation instantanée, le surplus peut être injecté sur le réseau, selon le type d’installation retenu.
Cas d’une installation autonome
Si le bâtiment n’est pas raccordé au réseau, il faut généralement prévoir un système de stockage par batteries.
✅ 8. Contrôles avant mise en service
Contrôles électriques
- Vérification de la polarité
- Mesure de la tension DC
- Contrôle des connexions
- Vérification des protections
Contrôles fonctionnels
- Démarrage de l’onduleur
- Lecture des grandeurs affichées
- Contrôle de la production
- Vérification du fonctionnement général
🌡️ 9. Conditions STC
📝 10. Synthèse
- Le panneau photovoltaïque produit du courant continu
- L’onduleur convertit le courant continu en courant alternatif
- Le rendement dépend de l’exposition et des conditions réelles
- L’autoconsommation permet d’utiliser directement sa propre production
- Le surplus peut être injecté sur le réseau
🎓 11. QCM de vérification
Teste tes connaissances avec ce QCM interactif.