Un système photovoltaïque est un ensemble d'éléments qui ont pour but de produire de l'électricité à partir de l'énergie solaire. C'est un type d'énergie renouvelable qui capte et traite le rayonnement solaire à travers des panneaux photovoltaïques.
Les différentes parties d'un système PV varient légèrement selon qu'il s'agit d'installations photovoltaïques connectées au réseau ou de systèmes hors réseau.
Dans les systèmes solaires hors réseau, l'énergie générée peut être stockée à l'aide de batteries solaires et de contrôleurs de charge. Dans le cas des systèmes solaires connectés au réseau, l'électricité produite est fournie au réseau électrique général pour être distribuée.
Les principaux composants d’une installation photovoltaïque sont :
1. Panneaux solaires
Les panneaux solaires sont un composant essentiel d'un système photovoltaïque. Ce sont des appareils qui captent le rayonnement solaire et qui sont chargés de transformer l'énergie solaire en électricité grâce à l'effet photovoltaïque. Ce type de panneau solaire comprend de petits éléments appelés cellules solaires.
La cellule solaire est la partie du panneau chargée de transformer le rayonnement solaire en énergie électrique grâce à l'effet photovoltaïque. La puissance de production des panneaux solaires est de l'électricité en courant continu qui peut être stockée dans un système de batterie. Pourtant, nous aurons généralement besoin d'un onduleur pour l'utiliser.
Les cellules solaires sont encapsulées en deux couches entre une feuille de verre avant et une couche arrière d'un polymère thermoplastique ou d'autres feuilles de verre. La feuille de verre est utilisée lorsqu'on le souhaite pour obtenir des modules avec une certaine transparence.
Habituellement, cet ensemble d'éléments est encadré dans une structure en aluminium anodisé pour augmenter la résistance et faciliter l'ancrage du panneau solaire.
2. Onduleurs
L'onduleur est un appareil électronique chargé de convertir le courant continu en courant alternatif dans un système solaire photovoltaïque afin d'optimiser l'approvisionnement en électricité.
Le panneau solaire photovoltaïque de ce système fournit de l'électricité en courant continu. Ce courant peut être transformé en tension alternative à travers l'onduleur de courant et injecté dans le réseau.
3. Suiveurs solaires
Les suiveurs solaires ont pour mission d'orienter la position des panneaux solaires en fonction de la position du Soleil pour augmenter leurs performances. Son utilisation est assez courante dans les grands panneaux solaires. Le suiveur solaire comprend un ou deux moteurs électriques et, généralement, un capteur solaire pour détecter la position du Soleil et pouvoir calculer l'inclinaison optimale du panneau.
Les suiveurs solaires peuvent augmenter considérablement la production solaire, de l'ordre de 30 % pour les premiers et de 6 % supplémentaires pour les seconds, dans les endroits à fort rayonnement direct.
4. Câblage électrique
Le câblage électrique est la partie qui transporte l'énergie électrique depuis sa génération pour sa distribution et son transport ultérieurs. Son dimensionnement est donc déterminé par le critère le plus restrictif entre la différence de potentiel maximale et l'intensité maximale admissible.
Le dimensionnement du câblage électrique est beaucoup plus important dans le cas des systèmes solaires raccordés au réseau. Cependant, dans le cas des systèmes hors réseau, il suffit de transférer l'énergie électrique localement, généralement vers des batteries solaires.
5. Batteries solaires
Les batteries solaires sont une partie obligatoire d'un système solaire hors réseau. Habituellement, l'énergie générée par les panneaux solaires n'est pas suffisante pour alimenter votre maison en cas de besoin. Ce composant vise à stocker l'énergie lorsqu'il fait soleil sous forme d'énergie chimique et à la garder prête à être fournie en cas de besoin.
Certains systèmes solaires connectés au réseau utilisent des batteries car ils sont plus efficaces. L'avantage est que vous n'avez pas besoin de surdimensionner le jeu de batteries car vous avez la grille derrière juste au cas où elle serait insuffisante.
6. Régulateur de charge
Un régulateur de charge est un dispositif qui régule le flux d'électricité d'un système photovoltaïque (PV) vers un groupe de batteries ou une autre charge. Les régulateurs de charge sont un élément essentiel d'une installation solaire autonome, car ils aident à garantir que les batteries ne sont pas surchargées et endommagées.
Des régulateurs de charge sont installés entre les panneaux solaires et la batterie pour contrôler l'état de charge de la batterie. Comme les panneaux photovoltaïques et la batterie utilisent de courant continu, la connexion est DC-DC.